Poliuretani otporni na UV zračenje. Utjecaj UV - zračenja na inženjersku plastiku. Kako funkcionira akrilna tehnologija zaštite od sunca?

Otpornost cakline na blijeđenje

Uvjetna svjetlosna postojanost određena je na uzorcima cakline tamno sivo RAL 7016 na REHAU BLITZ PVC profilu.

Uvjetna postojanost na svjetlost lakiranje utvrđeno u ispitivanjima u skladu sa standardima:

GOST 30973-2002 "Polivinilkloridni profili za blokove prozora i vrata. Metoda za određivanje otpornosti na klimatske utjecaje i ocjenu trajnosti". p. 7.2, tab. 1, pribl. 3.

Određivanje uvjetne svjetlosne postojanosti pri intenzitetu zračenja od 80±5 W/m 2 kontrolirano je promjenom sjaja premaza i karakteristika boje. Karakteristike boje premaza određene su na uređaju Spectroton nakon brisanja uzoraka suhom krpom kako bi se uklonio nastali plak.

Promjena boje uzoraka tijekom testa procijenjena je promjenom koordinata boje u CIE Lab sustavu, izračunavanjem ΔE. Rezultati su prikazani u tablici 1.

Tablica 1 - Promjena sjaja i karakteristika boje premaza

Vrijeme držanja, h

Gubitak sjaja, %

Koordinata boje - L

Koordinata boje - a

Koordinata boje -b

Promjena boje Δ E u standardnu

Prije testiranja

Nakon testiranja

Smatra se da su uzorci 1 do 4 prošli ispitivanje.

Podaci su dani za uzorak br. 4 - 144 sata UV zračenja, što odgovara GOST-u 30973-2002 (40 uvjetnih godina):

L = 4,25 norma 5,5; a = 0,48 norma 0,80; b = 1,54 norma 3,5.

Zaključak:

Snaga svjetlosnog toka do 80±5 W/m 2 dovodi do naglog pada sjaja premaza za 98% nakon 36 sati ispitivanja kao rezultat stvaranja plaka. Nastavkom testiranja ne dolazi do daljnjeg gubitka sjaja. Otpornost na svjetlo može se karakterizirati prema GOST-u 30973-2002 - 40 uvjetnih godina.

Karakteristike boje premaza su unutar prihvatljivih granica i u skladu su s GOST-om 30973-2002 na uzorcima br. 1, br. 2, br. 3, br. 4.

Polimeri su aktivne kemikalije koje su nedavno stekle veliku popularnost zbog masovne potrošnje plastičnih proizvoda. Svake godine obujam svjetske proizvodnje polimera raste, a materijali izrađeni od njih dobivaju nove pozicije u kućanstvu i industriji.

Sva ispitivanja proizvoda provode se u laboratorijskim uvjetima. Njihova glavna zadaća je utvrđivanje faktora okoliš, koji imaju razoran učinak na plastične proizvode.

Glavna skupina nepovoljnih čimbenika koji uništavaju polimere

Otpornost određenih proizvoda na negativne klimatske uvjete određuje se uzimajući u obzir dva glavna kriterija:

U ovom slučaju, štetni učinak na polimerne proizvode određen je vremenom njihovog potpunog uništenja i vrstom utjecaja: trenutno potpuno uništenje ili suptilne pukotine i nedostaci.

Čimbenici koji utječu na razgradnju polimera uključuju:

  • mikroorganizmi;
  • toplinska energija različitog stupnja intenziteta;
  • industrijske emisije koje sadrže štetne tvari;
  • visoka vlažnost zraka;
  • UV zračenje;
  • rendgensko zračenje;
  • povećani postotak spojeva kisika i ozona u zraku.

Proces potpunog uništenja proizvoda ubrzava se istodobnim djelovanjem više nepovoljnih čimbenika.

Jedna od značajki klimatska ispitivanja polimera je potreba ekspertize ispitivanja i proučavanja utjecaja svake od ovih pojava zasebno. Međutim, takvi rezultati procjene ne mogu točno odražavati sliku interakcije vanjskih čimbenika s polimernim proizvodima. To je zbog činjenice da su u normalnim uvjetima materijali najčešće podvrgnuti kombiniranim učincima. U ovom slučaju, destruktivni učinak je značajno pojačan.

Učinak ultraljubičastog zračenja na polimere

Postoji zabluda da plastičnim proizvodima posebno oštećuju sunčeve zrake. Zapravo, samo ultraljubičasto zračenje ima destruktivan učinak.

Veze među atomima u polimerima mogu se uništiti samo pod utjecajem zraka ovog spektra. Posljedice takvih štetnih učinaka mogu se vizualno promatrati. Mogu se izraziti:

  • u pogoršanju mehaničkih svojstava i čvrstoće plastičnog proizvoda;
  • povećana krhkost;
  • izgorjeti.

U laboratorijima se za takva ispitivanja koriste ksenonske žarulje.

Također provode pokuse kako bi ponovno stvorili uvjete izloženosti UV zračenju, visoka vlažnost zraka i temperaturu.

Takvi testovi su potrebni kako bi se mogli zaključiti o potrebi promjena kemijski sastav tvari. Dakle, kako bi polimerni materijal postao otporan na UV zračenje, dodaju mu se posebni adsorberi. Zbog sposobnosti upijanja tvari aktivira se zaštitni sloj.

Stabilnost i čvrstoća međuatomskih veza može se povećati i uvođenjem stabilizatora.

Destruktivno djelovanje mikroorganizama

Polimeri su tvari koje su vrlo otporne na bakterije. Međutim, ovo je svojstvo tipično samo za proizvode izrađene od visokokvalitetne plastike.

U nekvalitetnim materijalima dodaju se tvari niske molekularne težine koje se nastoje nakupljati na površini. Velik broj takvih komponenti doprinosi širenju mikroorganizama.

Posljedice razornog utjecaja mogu se primijetiti vrlo brzo, jer:

  • aseptičke kvalitete su izgubljene;
  • smanjen je stupanj prozirnosti proizvoda;
  • pojavljuje se lomljivost.

Među dodatnim čimbenicima koji mogu dovesti do smanjenja učinkovitosti polimera, treba istaknuti povišenu temperaturu i vlažnost. Oni stvaraju uvjete pogodne za aktivan razvoj mikroorganizama.

Istraživanje koje je u tijeku omogućilo je pronaći najviše učinkovita metoda sprječavanje rasta bakterija. Ovo je dodavanje posebnih tvari - fungicida - u sastav polimera. Razvoj bakterija je obustavljen zbog visoke toksičnosti komponente za najjednostavnije mikroorganizme.

Je li moguće neutralizirati utjecaj negativnih prirodnih čimbenika?

Kao rezultat istraživanja, bilo je moguće utvrditi da većina plastičnih proizvoda na suvremenom tržištu ne stupa u interakciju s kisikom i njegovim aktivnim spojevima.

Međutim, mehanizam razaranja polimera može se pokrenuti kombiniranim djelovanjem kisika i visoka temperatura, vlaga ili ultraljubičasto zračenje.

Također, prilikom provođenja posebnih studija bilo je moguće proučavati značajke interakcije polimernih materijala s vodom. Tekućina utječe na polimere na tri načina:

  1. fizički;
  2. kemijska (hidroliza);
  3. fotokemijski.

Dodatna simultana ekspozicija povišena temperatura može ubrzati proces razaranja polimernih proizvoda.

Korozija plastike

U širem smislu, ovaj koncept podrazumijeva uništavanje materijala pod negativnim utjecajem vanjskih čimbenika. Dakle, pojam "polimerna korozija" treba shvatiti kao promjenu sastava ili svojstava tvari uzrokovanu štetnim učinkom, što dovodi do djelomičnog ili potpunog uništenja proizvoda.

Procesi ciljane transformacije polimera za dobivanje novih svojstava materijala ne potpadaju pod ovu definiciju.

O koroziji treba razgovarati, na primjer, kada PVC dođe u kontakt s kemikalijom i u interakciji s njom agresivno okruženje- klor.

Kruti (neplastificirani) polivinil klorid prvi se pojavio na ruskom tržištu oglašavanja i, unatoč sve većem izboru polimernih materijala koji se nude svake godine, nastavlja postojano održavati svoju vodeću poziciju u nekim područjima reklamne proizvodnje. To je zbog činjenice da PVC ima kompleks svojstava potrebnih za rješavanje različitih problema i ispunjavanje najstrožih zahtjeva za konstrukcijske materijale ove vrste.

PVC karakterizira prirodna otpornost na UV zračenje, kemijske napade, mehaničku koroziju i kontaktna oštećenja. Dugo vremena rada na ulici ne gubi svoja izvorna svojstva. Ne upija atmosfersku vlagu i, shodno tome, nije sklona stvaranju kondenzata na površini. Među svim drugim vrstama plastike, ima jedinstvenu otpornost na vatru. U normalnim uvjetima rada ne predstavlja opasnost ni za ljude ni za okoliš. Lako se obrađuje, oblikuje (kompaktni materijal), vari i lijepi. Uz primjenu filma, nema potrebe razmišljati o "zamkama" - PVC bez ljudske intervencije neće predstavljati "iznenađenja".

Uvjetni nedostaci polivinil klorida uključuju:

  • kratkotrajna otpornost modifikacija boje na sunčevu svjetlost (ovo se ne odnosi na materijale s dodatnom UV stabilizacijom);
  • moguću prisutnost materijala nepoznatog podrijetla za površinsko oslobađanje koji zahtijevaju uklanjanje;
  • ograničena otpornost na smrzavanje (do -20 ° C), što nije uvijek potvrđeno u praksi (podložno svim tehnološkim pravilima za izradu konstrukcija i njihovu ugradnju, u nedostatku značajnih mehaničkih opterećenja, PVC se ponaša stabilno čak i pri nižim temperaturama );
  • veći koeficijent linearnog toplinskog širenja u usporedbi s mnogim drugim polimernim materijalima, tj. širi raspon dimenzionalnih izobličenja;
  • nedovoljno visok stupanj propusnost svjetla prozirnog materijala (cca. 88%);
  • povećane zahtjeve za odlaganje: dim i produkti izgaranja opasni su za ljude i okoliš.

Kruti polivinil klorid se proizvodi u raznim modifikacijama samo ekstruzijom. Širok izbor PVC-a, uključujući ploče:

  • kompaktan i pjenast;
  • sa sjajnim i mat površina;
  • bijeli, u boji, proziran i proziran;
  • ravna i reljefna;
  • standardna verzija i povećana čvrstoća na savijanje,

omogućuje korištenje ovog materijala u gotovo svim područjima oglašavanja.

Tatjana Dementjeva
inženjer procesa

Najlonske kabelske vezice svestrani su alat za pričvršćivanje. Našli su primjenu u mnogim područjima, uključujući rad na otvorenom. Na otvorenom su kabelske stezaljke izložene višestrukim prirodnim utjecajima: padalinama, vjetrovima, ljetnim vrućinama, zimskim hladnoćama i što je najvažnije sunčevoj svjetlosti.

Sunčeve zrake su štetne za kravate, uništavaju najlon, čine ga lomljivim i smanjuju elastičnost, što dovodi do gubitka osnovne potrošačka svojstva proizvoda. U uvjetima srednja traka U Rusiji estrih postavljen na ulici može izgubiti 10% svoje deklarirane čvrstoće u prva 2 tjedna. Razlog tome su ultraljubičasti, oku nevidljivi elektromagnetski valovi koji su prisutni na dnevnom svjetlu. Za prerano starenje najlonskih estriha odgovorni su UVA raspon dugih valnih duljina iu manjoj mjeri UVB srednje duljine (zbog atmosfere samo 10% dopire do površine Zemlje).

Negativan utjecaj UV zračenja je posvuda, čak iu regijama gdje ima vrlo malo sunčanih dana, jer. 80% zraka prodire kroz oblake. Situacija je pogoršana u sjevernim krajevima, s njihovim dugim zimama, jer se povećava propusnost atmosfere za sunčevu svjetlost, a snijeg odbija zrake, čime se udvostručuje izloženost UV zračenju.

Većina dobavljača predlaže korištenje crne kravate kao rješenja za starenje najlonskog jarma od sunčeve svjetlosti. Ove veze koštaju isto kao i njihove neutralne kolege bijela boja, a jedina razlika je u tome što se za dobivanje crne boje u gotovom proizvodu dodaje mala količina ugljenog praha ili čađe kao pigmenta za bojanje u sirovinu. Ovaj aditiv je toliko beznačajan da ne može zaštititi proizvod od UV degradacije. Takvi estrisi se obično nazivaju "otporni na vremenske uvjete". Nadati se da će takav estrih dobro funkcionirati na otvorenom isto je što i pokušavati se ugrijati na hladnoći samo u donjem rublju.

Kada se postavljaju na otvorenom, samo vezice izrađene od UV-stabiliziranog poliamida 66 mogu pouzdano izdržati opterećenja kroz duži vremenski period.Njihov vijek trajanja, u usporedbi sa standardnim vezicama pod UV svjetlom, značajno varira. Pozitivan učinak postiže se dodavanjem posebnih UV stabilizatora u sirovine. Scenarij djelovanja svjetlosnih stabilizatora može biti različit: oni mogu jednostavno apsorbirati (upijati) svjetlost, oslobađajući apsorbiranu energiju zatim u obliku topline; može stupiti u kemijske reakcije s produktima primarne razgradnje; može usporiti (inhibirati) neželjene procese.

Većina ulja i brtvila koristi se s jednakim uspjehom za uređenje interijera, kao i za vanjski. Istina, za to moraju imati određeni skup svojstava, na primjer, otpornost na vlagu, toplinsku izolaciju i otpornost na ultraljubičasto zračenje.

Svi ovi kriteriji moraju biti ispunjeni bez greške, jer su naši klimatski uvjeti nepredvidivi i stalno se mijenjaju. Ujutro može biti sunčano, no poslijepodne će se već naoblačiti i počet će obilna kiša.

Imajući sve navedeno na umu, stručnjaci savjetuju odabir ulja i brtvila otpornih na UV zračenje.

Zašto je potreban filter

Čini se, zašto dodati UV filter kada možete koristiti silikonsko ili poliuretansko brtvilo za vanjske radove? Ali svi ti alati imaju određene razlike, što im ne dopušta da se koriste u apsolutno svim slučajevima. Na primjer, lako možete obnoviti šav ako je korišteno akrilno brtvilo, što se ne može reći o silikonu.

Osim toga, silikonsko brtvilo je vrlo korozivno metalne površine, što se ne može reći o akrilu. Još jedan obilježje sa znakom minus za silikonske brtvila je njihova ne-ekološka prihvatljivost. Sadrže otapala koja su opasna po zdravlje. Zbog toga su neka akrilna brtvila počela koristiti UV filtar kako bi proširila svoj raspon primjene.

Ultraljubičasto zračenje je glavni uzrok razgradnje većine polimernih materijala. S obzirom na činjenicu da nisu sva brtvila otporna na UV zračenje, morate biti izuzetno oprezni pri odabiru brtvila ili ulja.

Tvari otporne na ultraljubičasto zračenje

Na tržištu već postoji veliki broj brtvila otpornih na UV zračenje za brtvila i premaze. To uključuje silikon i poliuretan.

Silikonska brtvila

Prednosti silikonskih brtvila su visoka prionjivost, elastičnost (do 400%), mogućnost bojanja površine nakon stvrdnjavanja i otpornost na UV zračenje. Međutim, oni također imaju dovoljno nedostataka: ne-ekološki prihvatljivost, agresivnost na metalne konstrukcije i nemogućnost obnove šava.

Poliuretan

Imaju još veću elastičnost od silikona (do 1000%). Otporan na mraz: mogu se nanositi na površinu pri temperaturama zraka do -10 C °. Poliuretanska brtvila su izdržljiva i naravno otporna na UV zračenje.

Nedostaci uključuju visoku adheziju ne na sve materijale (ne komunicira dobro s plastikom). Iskorišteni materijal je vrlo teško i skupo zbrinuti. Poliuretansko brtvilo ne djeluje dobro na vlažnu okolinu.

Akrilne brtvila s UV filterom

Akrilna brtvila imaju mnoge prednosti, uključujući visoku adheziju na sve materijale, mogućnost obnove šavova i elastičnost (do 200%). Ali među svim tim prednostima, jedna točka nedostaje: otpornost na ultraljubičaste zrake.

Zahvaljujući ovom UV filteru, akrilna brtvila se sada mogu natjecati s drugim vrstama brtvila i olakšati potrošaču izbor u određenim slučajevima.

Ulja s UV filterom

Bezbojno sredstvo za premazivanje drvenih površina ima visoku i pouzdana zaštita od ultraljubičastog zračenja. Ulja s UV filtrom uspješno se koriste za vanjske radove, omogućujući materijalu da zadrži sva svoja osnovna pozitivna svojstva, unatoč vanjskim utjecajima.

Ova vrsta ulja omogućuje malo odgađanje sljedećeg planiranog premazivanja površine uljem. Razmak između restauracija smanjuje se 1,5-2 puta.

 

Podijelite ovaj članak na društvenim mrežama ako je bio od pomoći!