在材料科学与工程领域，评估产品在真实户外环境下的长期耐久性至关重要。自然曝晒老化测试，作为最经典、最直接的评估方法，至今仍是验证材料耐候性能的黄金标准。与实验室加速老化相比，它直接反映了材料在太阳辐射、温度、湿度、降水、大气污染物等多因素综合作用下的真实表现。本文将依据国内外核心标准，解析自然曝晒老化的规范、评估与应用。
定义与核心标准
自然曝晒老化，是指将材料或产品试样长期暴露于特定的自然气候条件下，通过定期观测和测试，以评估其耐候性能的试验方法。其权威性建立在严格的国际和国家标准之上。
ASTM G7《Standard Practice for Atmospheric Environmental Exposure Testing of Nonmetallic Materials》：美国材料与试验协会的标准，是国际公认的权威指南。它详细规定了曝晒架的角度（通常为5°或当地纬度角以最大化太阳辐射接收）、选址要求（远离阴影和反射表面）、试样安装方法以及详细的检查记录程序。
ISO 4892（系列）《Plastics — Methods of exposure to laboratory light sources》：虽然主要针对实验室光源，但其第一部分（ISO 4892-1）提供了总则，并为自然曝晒与人工曝晒的对比建立了理论基础。相关自然曝晒的具体要求常参考ISO 877（系列）标准。
GB/T 3681《塑料 自然日光气候老化试验方法》：中国国家标准，等效采用ISO标准体系，详细规定了在我国典型气候（如热带、亚热带、温带、高原等）条件下进行塑料自然曝晒试验的具体要求。
评估的关键性能指标
根据标准规范，在曝晒过程中和结束后，需系统评估材料的以下性能变化：
外观变化：依据ASTM D660、D772等标准，评估粉化、开裂、起泡、锈蚀、霉变、斑点等缺陷的程度和等级。
颜色与光泽：使用色差仪（依据ASTM D2244、ISO 7724）和光泽度仪（依据ASTM D523、ISO 2813）定量测量颜色变化（ΔE）和光泽保持率。这是评估涂层、塑料外观耐久性的最敏感指标之一。
力学性能保留率：测试拉伸强度、断裂伸长率（ASTM D638、ISO 527）、冲击强度（ASTM D256、ISO 179）等，量化材料内在性能的衰减。
分子结构分析：利用红外光谱（FTIR）分析化学键的断裂（如羰基指数增长），是研究光氧化降解机理的重要手段。
与实验室加速老化的协同关系
自然曝晒结果真实但耗时漫长（通常需1-5年甚至更久）。因此，现代研发中常将其与实验室加速老化（如氙灯、UV荧光灯测试，遵循ASTM G155、ISO 4892-2等标准）结合。实验室测试用于快速筛选配方、评估相对性能和进行质量控制；而自然曝晒则是最终的验证手段，用于确认实验室测试的相关性与产品的实际寿命预测。 建立二者之间的可靠关联（相关性）是耐候性研究的核心挑战。
结论：不可替代的价值
尽管存在周期长、气候不可控等限制，但自然曝晒老化因其无可辩驳的真实性，在材料认证、长期质量保证、产品责任评估及高端研发中具有不可替代的地位。严格遵循ASTM G7、GB/T 3681等标准规范进行操作与评估，是确保测试结果科学性、可比性和公信力的基石。对于追求长期可靠性的产品而言，投入自然曝晒测试，是对品质最深刻的承诺。
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