Новости

Кафель для ванной комнаты
  Мелочь № 3. Следует избегать абсолютно белого цвета, вызывающего стойкие ассоциации с операционной. Успокаивающую теплоту придают бежевые, золотистые, кофейные оттенки. Ощущение свежести будет

Ремонт кухни под ключ
Выравнивание стен может производится, как обычной шпаклевкой, так и полноценными штукатурными работами. Это зависит от дефектов и требуемых задач, необходимо сухое и прочное основание. Грунтовка нужна

Потолок из гипсокартона своими руками
Дверные наличники созданы для маскировки зазора меж дверным просветом и дверной. . . . Как сделать вентиляцию

Ремонт смесителя для кухни своими
При поврежденном корпусе полученную трещину можно заделать составом типа холодной сварки, но данная мера будет лишь временной. При повторном протекании смеситель нужно будет поменять. А если вы не выявили

Ремонт смесителя на кухне
Современные смесители – достаточно надежные и долговечные механизмы, чинить которые приходится довольно редко. Конечно, при условии, что устройство изготовлено признанной компанией. В противном случае,

Кафель для ванной
Кафельная плитка для ванной комнаты: варианты дизайна с фото. Рекомендации по выбору кафельной плитки для ванной с учетом основных характеристик отделочного материала. Содержание Основные «плиточные»

Фонарик из бумаги своими руками видео
Наш дом в новом поселке не подключен к газу - судя по всему, это надолго. Специалисты порекомендовали рассмотреть котлы на твердом топливе, как альтернативу газовым и электрическим агрегатам. Для меня,

Химчистка одежды
Как правильно посеять морковь под зиму, чтобы собирать корнеплоды уже в начале лета? Ноябрь – месяц, который как нельзя лучше подходит как для обсуждения этого вопроса, так и для самого посева. Осталось

Шубы химчистка
Знаменитые защитницы прав животных с удовольствием носят эко-шубы из искусственного меха, доказывая, что оставаться красивой можно без преступлений против природы. Остается выяснить, какие шубы в моды

Роллы
Все мы периодически хотим оттянуться по полной, наслаждаясь всеми возможными удовольствиями. В первую очередь, конечно, речь идет об удовольствиях гастрономического характера. Многие предпочитают наедаться,

УФ-свойства пластмасс: пропускание и сопротивление

  1. УФ-излучение и электромагнитный спектр
  2. Деградация.
  3. Как избежать УФ-деградации
  4. Тестирование компонентов
  5. Резюме

УФ-воздействие на полимеры (деградация) и как избежать ультрафиолетового разложения

Все мы, без сомнения, осознаем основной эффект ультрафиолетового (УФ) излучения на себя - у скольких из нас появился красный нос после дня на солнце? Наша кожа - не единственная органическая структура, которая страдает; даже полимеры будут в некоторой степени подвержены воздействию солнечного света и ультрафиолетового излучения. Основная проблема заключается в том, что многие параметры влияют на уровень воздействия, и существует несколько способов обеспечения устойчивости к воздействию.

УФ-излучение и электромагнитный спектр

УФ-свет является частью электромагнитного спектра. Это находится на более высоком конце энергии по сравнению с видимым светом и сопровождается энергией рентгеновскими лучами и гамма-лучами - см. Диаграмму.

Ультрафиолетовое излучение делится на три различных типа, как описано в таблице 1, вместе с их характерным эффектом.

ОПИСАНИЕ ДИАПАЗОН ДЛИНЫ (нм) ОБЩИЙ ЭФФЕКТ UVA 320 - 400 УХОД ЗА КОЖЕЙ UVB 280 - 320 УХОД ЗА КОЖЕЙ UVC 100 - 280 GERMICIDAL

Одной из основных проблем рассмотрения влияния ультрафиолетовых лучей на полимеры является интенсивность, связанная с: стратосферным озоном, облаками, высотой, положением высоты солнца (временем суток и временем года) и отражением. Сложность эффектов можно увидеть на общем графике уровней ультрафиолета - темно-зеленый самый высокий:

Также важно помнить, что фактическая температура окружающей среды и влажность ускорят любое воздействие уровня интенсивности. Основные эффекты на полимеры, подвергающиеся воздействию ультрафиолета

Все типы УФ-излучения могут вызывать фотохимический эффект в структуре полимера, что может быть либо преимуществом, либо приводить к некоторой деградации материала. Обратите внимание, что по сравнению с нашей кожей, более высокая энергия UVC, скорее всего, повлияет на пластики.

Деградация.

Основными видимыми эффектами являются появление мела и изменение цвета на поверхности материала, а поверхность компонента становится хрупкой. Я могу ручаться за эти эффекты, которые можно найти в красных обезьянках из полипропилена (РР) моих детей. После нескольких лет в саду экструдированные трубы сохранили свой полный цвет, в то время как литые детали зажима стали белыми и потрескавшимися. Другие компоненты, которые могут пострадать от солнечного воздействия, включают сиденья стадиона, уличную мебель, пленки для теплиц, оконные рамы и автомобильные детали.

Некоторые пластики подвергались воздействию гораздо более высоких уровней радиации, чем мы испытываем на Земле. Для компонентов космического телескопа им. Хаббла (HST) и Международной космической станции (МКС) требуются пластики, которые могут выдержать требования космического пространства. Фторполимеры, такие как FEP, и полиимиды, такие как Kapton, представляют собой пластики, которые были успешно использованы для HST и ISS.

Вышеуказанные эффекты имеют место преимущественно в поверхностном слое материала и вряд ли распространятся на глубину более 0,5 мм в структуре. Однако концентрации напряжений, вызванные очень хрупкой природой некоторых товарных пластиков, могут привести к полному выходу компонента из строя. Выгоды.

Многим из нас выгодно использовать защитные полимерные покрытия, отверждаемые УФ-излучением, такие как полиуретан-акрилаты, на внешних элементах автомобиля. Более локальным преимуществом для многих людей является ультрафиолетовое излучение в очистителях столешницы и водоохладителях, чему часто помогают хорошие свойства пропускания FEP (фторированный этилен-пропилен) трубки и его способность не ухудшаться. Обрабатываемый в расплаве FEP также используется в качестве защитного покрытия на ультрафиолетовых лампах для электронных убийц мух, где покрытие обеспечивает превосходную пропускную способность (потеря пленки составляет около 4% для пленки толщиной 0,25 мм). Есть также много применений для УФ-отверждения чернил на пластиковых подложках. Не полностью связано с пластмассами УФ-излучение, которое можно использовать для стерилизации компонентов. Взаимодействие УФ-излучения и пластмасс

Ультрафиолетовая энергия, поглощаемая пластмассами, может возбуждать фотоны, которые затем создают свободные радикалы. Хотя многие чистые пластмассы не могут поглощать ультрафиолетовое излучение, присутствие остатков катализатора и других примесей часто будет действовать как рецепторы, вызывая деградацию. Для того, чтобы произошла деградация, может потребоваться только очень небольшое количество примесей, например, следовые доли на миллиард значений содержания натрия в поликарбонате будут вызывать нестабильность цвета. В присутствии кислорода свободные радикалы образуют гидропероксиды кислорода, которые могут разорвать двойные связи основной цепи, что приводит к хрупкой структуре. Этот процесс часто называют фотоокислением. Однако в отсутствие кислорода все равно будет происходить деградация из-за процесса сшивания, который является эффектом для пластмасс, используемых для космического телескопа Хаббла и Международной космической станции.

Немодифицированными видами пластмасс, которые рассматриваются как имеющие неприемлемую стойкость к ультрафиолету, являются POM (Acetal), PC, ABS и PA6 / 6. Другие пластики, такие как ПЭТ, ПП, HDPE, PA12, PA11, PA6, PES, PPO, PBT и PPO считаются справедливыми. Обратите внимание, что сплав ПК / АБС также оценивается как удовлетворительный. Хорошая стойкость к ультрафиолетовым лучам может быть достигнута с помощью полимеров, экструдируемых Zeus, таких как PTFE, PVDF, FEP и PEEKTM. Единственными пластиками, имеющими отличную стойкость, являются имиды, полиимид (PI), используемые в космическом телескопе Хаббла, и полиэфиримид (PEI).

ПТФЭ обладает особенно хорошей устойчивостью к ультрафиолетовому излучению благодаря очень сильной углерод-фторсодержащей (CF) связи [почти на 30% выше, чем углерод-водородная (CH) связь], которая является общей боковой связью, которая окружает углеродную (CC) главную цепь в спираль и защищает его. Большинство фторполимеров также не имеют в своей структуре светопоглощающих хромофорных примесей, которые могут действовать в качестве инициатора фотоокисления.

Одним из полезных взаимодействий ультрафиолета и пластика является флуоресцентный отбеливающий агент (FWA). При естественном освещении многие полимерные продукты могут выглядеть желтыми. Но при добавлении FWA поглощенный ультрафиолетовый свет затем излучается в синей области видимого света (длина волны 400-500 нм) вместо желтой области. По сравнению с другими добавками FWA необходимо добавлять только в небольших количествах, обычно 0,01-0,05 мас.%.

Как избежать УФ-деградации

Существует несколько способов избежать разрушения ультрафиолета в пластмассах - с помощью стабилизаторов, поглотителей или блокаторов. Для многих наружных применений простое добавление сажи на уровне около 2% обеспечит защиту конструкции в процессе блокировки. Другие пигменты, такие как диоксид титана, также могут быть эффективными. Органические соединения, такие как бензофеноны и бензотриазолы, являются типичными поглотителями, которые избирательно поглощают ультрафиолетовое излучение и повторно излучают на менее вредной длине волны, главным образом в виде тепла. Тип бензотриазола хорош, так как он имеет низкий цвет и может использоваться при низких дозовых дозах ниже 0,5%.

Другим основным механизмом защиты является добавление стабилизатора, наиболее распространенным из которых является HALS (световой стабилизатор из затрудненного амина). Они поглощают возбужденные группы и предотвращают химическую реакцию радикалов.

На практике различные типы используемых добавок находятся в комбинациях или смешаны в исходный полимер, который будет производиться в качестве специального сорта для защиты от ультрафиолета. Может быть привлекательным добавлять антиоксиданты в некоторые пластмассы, чтобы избежать фотоокисления, но следует позаботиться о том, чтобы выбранный антиоксидант не действовал в качестве УФ-абсорбента, что фактически усилит процесс разложения.

Тестирование компонентов

Выветривание компонентов чаще всего связано с наружной продукцией, но также может присутствовать ультрафиолетовое излучение от флуоресцентного освещения в помещениях, где покрытия должны быть устойчивы к деградации и неблагоприятному окрашиванию. Ускоренное старение является распространенным методом оценки долговременного повреждения продукта, подвергаемого воздействию искусственного света из различных источников. Воздействие часто происходит при повышенной температуре и может периодически повторяться при высокой влажности.

Существует несколько стандартов, которые регулируют тип и уровни освещения, например, ASTM D 2565 (Стандартная практика для воздействия ксеноновой дуги пластмасс, предназначенных для наружного применения). Другие, с сокращенными описаниями, ASTM D 4329 (люминесцентная лампа), ASTM D 4459 (как для 2565 с внутренним применением), SAE J1960 (автомобильные экстерьеры с ксеноновой дугой), ISO 4892-2 (ксеноновая дуга) и ISO 4892-3 (флуоресцентная лампа). Однако ни один из стандартов не дает требуемого стандарта для свойств продукта в конце периода воздействия.

Несколько крупных пользователей получают свои собственные критерии. Примером может служить «Выветривание пластиковых труб» (Отчет TR18 / 99) Института пластиковых труб, которое предупреждает о больших различиях в окружающей среде для разных мест в США. Другой вариант - для пластиковых пиломатериалов, где твердость внешней оболочки не должна изменяться более чем на 10% после 500 часов выдержки.

В приведенном выше списке указаны стандарты воздействия в помещениях. Это очень актуально для пластиков, используемых в корпусах люминесцентных ламп, где их спектр содержит УФ-излучение. Там будет очевидный эффект обесцвечивания, если используется нестабилизированный полимер.

Резюме

Если продукт должен подвергаться воздействию прямых солнечных лучей, проектировщик или инженер должен указать подходящие стандарты испытаний и убедиться, что пластик имеет соответствующую рецептуру для сохранения желаемых долгосрочных свойств. Включение добавок в процесс плавления полимера может обеспечить защиту, или, если объемы достаточно велики, добавки могут быть предварительно смешаны в смоле.

Опубликовано с разрешения Zeus Industrial Products, Inc.