户外产品，如汽车外饰件、建筑材料、户外涂料、光伏背板等，不仅长期暴露于湿热环境，还持续受到太阳光辐射（尤其是紫外线）的破坏。单一的湿热老化试验箱（HAST）或光老化测试都无法完整模拟真实失效。因此，能够同时或序贯施加光辐射与高温高湿应力的复合试验箱，成为评估材料耐候性的终极武器。
一、 复合失效机理的必要性
光化学作用：紫外线（UV）的高能量能直接打断聚合物的化学键，导致链断裂、交联、黄变和失光，这是材料老化的主要起始因素之一。
热氧化作用：高温加速了氧气与材料分子的反应。
水解作用：湿气（水分子）引起化学键的水解反应。
协同效应：三者绝非简单叠加。例如，湿热环境会加剧光降解，因为水分子可能参与光化学反应或使材料溶胀，暴露出更多易受攻击的化学键；而光辐射又会加速湿热引起的某些化学反应。这种“1+1+1>3”的协同破坏效应，只有在复合试验中才能被真实激发和评估。
二、 复合试验箱的技术实现挑战
将光老化（氙灯或UV灯）系统与高压高湿的HAST腔体集成，面临巨大技术挑战：
光源系统的耐环境性：
灯管与镇流器：必须在高温高湿高压下长期稳定工作。需要特殊的冷却和密封设计，防止灯管爆裂、电气部件短路或光输出衰减。
光学滤光系统：用于模拟太阳光谱的滤光片，需耐受湿热而不变质、起雾或脱落。
均匀性与校准：
光辐照度均匀性：在HAST腔体内实现均匀的光照比在常压空气中困难得多，蒸汽和复杂气流会影响光路。
参数测量：如何在高湿环境下准确测量并控制紫外辐照度、黑板温度等关键参数，传感器需要特殊保护。
安全与维护：
高压下的电气安全：高功率光源引入新的高压风险点。
灯管更换与清洁：维护程序复杂，需要先安全泄压。
控制系统的复杂性：需要协同控制光照、温度、湿度、压力、喷淋（模拟雨露）等多个变量，并能够运行复杂的循环程序（如光照/黑暗循环 + 湿度循环）。
三、 主要的复合试验模式
同时复合模式：在同一测试箱内，样品同时承受恒定或循环变化的光照、温度、湿度和压力。这是最严酷、最能激发协同效应的模式，用于极限评估和快速筛选。
序贯复合模式：先进行一个阶段的光老化（如氙灯老化500小时），紧接着进行HAST测试。这种模式更接近某些户外场景（如夏季暴晒后进入雨季），用于研究前期光损伤对后续耐湿性的影响。
循环复合模式：在一个周期内（如24小时），程序化地交替进行光照/黑暗、高湿/低湿，模拟昼夜和天气变化。
四、 应用领域与评价方法
汽车工业：评估保险杠、车灯透镜、密封条、外饰涂层的耐候性。测试后评估颜色变化（ΔE）、光泽度、力学性能（拉伸强度、伸长率）和开裂情况。
建筑材料：评估塑料门窗型材、外墙涂料、屋顶防水卷材。
光伏行业：评估背板材料的耐紫外和耐湿热综合性能（“UV+DH”测试是重要认证项目）。
纺织与户外用品：评估帐篷、户外服装面料的耐候老化。
评价通常采用对比法：将样品一部分遮盖（作为未光照的对照区域），与暴露区域进行直接对比，清晰区分光老化和纯湿热老化的贡献。
五、 标准化与未来
国际标准如ISO 4892（塑料实验室光源暴露方法） 和SAE J2527（汽车外饰件性能标准） 已开始纳入复合环境的考量。随着技术成熟，复合试验箱正从研究工具走向标准化的质量检测设备。
光老化与湿热老化的技术融合，代表了环境试验从单一应力模拟迈向多应力场全真模拟的重要一步。它迫使材料科学家和工程师面对更真实的自然挑战，催生出更能抵御阳光与风雨双重蹂躏的创新材料，让我们的汽车、建筑和能源设施在岁月与自然的洗礼中，得以更好地保持它们的容颜与性能。
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