Poliuretani rezistenti la UV. Impactul radiațiilor UV asupra materialelor plastice de inginerie. Cum funcționează tehnologia acrilică de protecție solară?

Rezistența smalțului la decolorare

Rezistența condiționată la lumină a fost determinată pe probele de smalț gri închis RAL 7016 pe profil PVC REHAU BLITZ.

Rezistența la lumină condiționată vopsea determinate în teste în conformitate cu standardele:

GOST 30973-2002 "Profile de policlorură de vinil pentru blocuri de ferestre și uși. Metodă pentru determinarea rezistenței la influențele climatice și evaluarea durabilității". p. 7.2, fila 1, cca. 3.

Determinarea rezistenței la lumină condiționată la o intensitate de radiație de 80±5 W/m2 a fost controlată prin schimbarea luciului acoperirilor și a caracteristicilor de culoare. Caracteristicile de culoare ale acoperirilor au fost determinate pe un dispozitiv Spectroton după ștergerea probelor cu o cârpă uscată pentru a îndepărta placa formată.

Modificarea culorii probelor în timpul testului a fost judecată prin modificarea coordonatelor de culoare în sistemul CIE Lab, calculând ΔE. Rezultatele sunt prezentate în tabelul 1.

Tabelul 1 - Modificarea caracteristicilor de luciu și culoare ale acoperirilor

Timp de reținere, h

Pierdere de luciu, %

Coordonata culorii - L

Coordonata de culoare - a

Coordonata de culoare -b

Schimbarea culorii Δ E la standard

Înainte de testare

După testare

Se consideră că probele de la 1 la 4 au trecut testul.

Datele sunt date pentru proba nr. 4 - 144 de ore de iradiere UV, care corespunde GOST 30973-2002 (40 de ani condiționati):

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

Concluzie:

Puterea fluxului luminos de până la 80±5 W/m 2 duce la o scădere bruscă a luciului acoperirilor cu 98% după 36 de ore de testare ca urmare a formării plăcii. Cu testarea continuă, nu mai apare nicio pierdere a luciului. Rezistența la lumină poate fi caracterizată în conformitate cu GOST 30973-2002 - 40 de ani condiționati.

Caracteristicile de culoare ale acoperirii sunt în limite acceptabile și respectă GOST 30973-2002 privind probele nr. 1, nr. 2, nr. 3, nr. 4.

Polimerii sunt substanțe chimice active care au câștigat recent o mare popularitate datorită consumului în masă de produse din plastic. În fiecare an, volumul producției mondiale de polimeri crește, iar materialele realizate cu ajutorul acestora câștigă noi poziții în sectoarele casnic și industrial.

Toate testele produselor sunt efectuate în condiții de laborator. Sarcina lor principală este de a determina factorii mediu inconjurator, care au un efect devastator asupra produselor din plastic.

Principalul grup de factori adversi care distrug polimerii

Rezistența produselor specifice la condițiile climatice negative este determinată luând în considerare două criterii principale:

  • compoziția chimică a polimerului;
  • tipul și puterea impactului factori externi.

În acest caz, efectul negativ asupra produselor polimerice este determinat de momentul distrugerii lor complete și de tipul de impact: distrugere completă instantanee sau fisuri și defecte subtile.

Factorii care afectează degradarea polimerilor includ:

  • microorganisme;
  • energie termică de diferite grade de intensitate;
  • emisii industriale care conțin substanțe nocive;
  • umiditate crescută;
  • radiații UV;
  • radiații cu raze X;
  • un procent crescut de oxigen și compuși ai ozonului în aer.

Procesul de distrugere completă a produselor este accelerat de acțiunea simultană a mai multor factori nefavorabili.

Una dintre caracteristicile teste climatice polimeri este nevoia de expertiza de testare și studiul influenței fiecăruia dintre aceste fenomene separat. Cu toate acestea, astfel de rezultate ale evaluării nu pot reflecta cu acuratețe imaginea interacțiunii factorilor externi cu produsele polimerice. Acest lucru se datorează faptului că, în condiții normale, materialele sunt cel mai adesea supuse unor efecte combinate. În acest caz, efectul distructiv este semnificativ îmbunătățit.

Efectul radiațiilor ultraviolete asupra polimerilor

Există o concepție greșită că produsele din plastic sunt deteriorate în special de razele soarelui. De fapt, doar radiațiile ultraviolete au un efect distructiv.

Legăturile dintre atomi din polimeri pot fi distruse numai sub influența razelor din acest spectru. Consecințele unor astfel de efecte adverse pot fi observate vizual. Ele pot fi exprimate:

  • în deteriorarea proprietăților mecanice și a rezistenței produsului din plastic;
  • fragilitate crescută;
  • ars.

În laboratoare se folosesc lămpi cu xenon pentru astfel de teste.

Ei efectuează, de asemenea, experimente pentru a recrea condițiile de expunere la radiațiile UV, umiditate crescută si temperatura.

Astfel de teste sunt necesare pentru a trage concluzii cu privire la necesitatea unor schimbări în compoziție chimică substante. Deci, pentru ca materialul polimeric să devină rezistent la radiațiile UV, i se adaugă adsorbanți speciali. Datorită capacității de absorbție a substanței, stratul protector este activat.

Stabilitatea și rezistența legăturilor interatomice pot fi, de asemenea, crescute prin introducerea de stabilizatori.

Acțiunea distructivă a microorganismelor

Polimerii sunt substanțe care sunt foarte rezistente la bacterii. Cu toate acestea, această proprietate este tipică numai pentru produsele din plastic de înaltă calitate.

În materialele de calitate scăzută se adaugă substanțe cu greutate moleculară mică care tind să se acumuleze la suprafață. Un număr mare de astfel de componente contribuie la răspândirea microorganismelor.

Consecințele impactului distructiv pot fi observate destul de repede, deoarece:

  • se pierd calitățile aseptice;
  • gradul de transparență al produsului este redus;
  • apare fragilitatea.

Printre factorii suplimentari care pot duce la o scădere a performanței polimerilor, trebuie remarcat temperatura și umiditatea ridicate. Ele creează condiții favorabile dezvoltării active a microorganismelor.

Cercetările în curs au făcut posibilă găsirea celor mai multe metoda eficientaîmpiedicând dezvoltarea bacteriilor. Acesta este adăugarea de substanțe speciale - fungicide - la compoziția polimerilor. Dezvoltarea bacteriilor este suspendată din cauza toxicității ridicate a componentei pentru cele mai simple microorganisme.

Este posibil să neutralizăm impactul factorilor naturali negativi?

În urma cercetărilor, s-a putut stabili că majoritatea produselor din plastic de pe piața modernă nu interacționează cu oxigenul și compușii săi activi.

Cu toate acestea, mecanismul de distrugere a polimerului poate fi declanșat de acțiunea combinată a oxigenului și temperatura ridicata, umiditate sau radiații ultraviolete.

De asemenea, la efectuarea unor studii speciale, a fost posibil să se studieze caracteristicile interacțiunii materialelor polimerice cu apa. Lichidul afectează polimerii în trei moduri:

  1. fizic;
  2. chimice (hidroliza);
  3. fotochimic.

Expunere simultană suplimentară temperatură ridicată poate accelera procesul de distrugere a produselor polimerice.

Coroziunea materialelor plastice

În sens larg, acest concept implică distrugerea materialului sub influența negativă a factorilor externi. Deci, termenul „coroziune a polimerului” trebuie înțeles ca o modificare a compoziției sau proprietăților unei substanțe cauzată de un efect advers, care duce la distrugerea parțială sau completă a produsului.

Procesele de transformare țintită a polimerilor pentru a obține noi proprietăți ale materialelor nu se încadrează în această definiție.

Coroziunea ar trebui să fie discutată, de exemplu, atunci când PVC-ul intră în contact și interacționează cu substanțele chimice mediu agresiv- clor.

Clorura de polivinil rigidă (neplastifiată) a fost prima care a apărut pe piața publicitară din Rusia și, în ciuda gamei tot mai mari de materiale polimerice oferite în fiecare an, continuă să își mențină constant poziția de lider în unele domenii ale producției de publicitate. Acest lucru se datorează faptului că PVC-ul are un complex de proprietăți necesare pentru rezolvarea diferitelor probleme și pentru îndeplinirea celor mai stricte cerințe pentru materialele structurale de acest tip.

PVC-ul se caracterizează prin rezistență naturală la radiațiile UV, atacul chimic, coroziunea mecanică și deteriorarea contactului. Pentru o lungă perioadă de timp de funcționare pe stradă nu își pierde proprietățile originale. Nu absoarbe umiditatea atmosferică și, în consecință, nu este predispus la formarea de condens la suprafață. Printre toate celelalte materiale plastice, are o rezistență unică la foc. În condiții normale de funcționare, nu prezintă pericol nici pentru oameni, nici pentru mediu. Ușor prelucrat, format (material compact), sudat și lipit. Cu aplicarea filmului, nu este nevoie să vă gândiți la „capcane” - PVC fără intervenție umană nu va prezenta „surprize”.

Dezavantajele condiționate ale clorurii de polivinil includ:

  • rezistența pe termen scurt a modificărilor de culoare la lumina soarelui (acest lucru nu se aplică materialelor cu stabilizare suplimentară UV);
  • posibila prezență a materialelor de origine necunoscută agenți de eliberare de suprafață care necesită îndepărtare;
  • rezistență limitată la îngheț (până la -20 °C), care este departe de a fi întotdeauna confirmată în practică (sub rezerva tuturor regulilor tehnologice pentru fabricarea structurilor și instalarea acestora, în absența sarcinilor mecanice semnificative, PVC-ul se comportă stabil chiar și la temperaturi mai scăzute );
  • un coeficient mai mare de dilatare termică liniară în comparație cu multe alte materiale polimerice, adică o gamă mai largă de distorsiuni dimensionale;
  • insuficient grad înalt transmisia luminii a materialului transparent (aprox. 88%);
  • cerințe crescute pentru eliminare: fumul și produsele de ardere sunt periculoase pentru oameni și mediu.

Clorura de polivinil rigidă este produsă în diferite modificări numai prin extrudare. O gamă largă de PVC, inclusiv foi:

  • compact și spumat;
  • cu lucios si suprafata mata;
  • alb, colorat, transparent și translucid;
  • plat și în relief;
  • versiune standard și rezistență crescută la încovoiere,

vă permite să utilizați acest material în aproape toate domeniile producției de publicitate.

Tatiana Dementieva
Inginer de proces

Legăturile de cablu din nailon sunt un instrument de fixare versatil. Au găsit aplicație în multe domenii, inclusiv în munca în aer liber. În aer liber, clemele de cablu sunt expuse la multiple influențe naturale: precipitații, vânturi, căldură de vară, frig de iarnă și, cel mai important, lumina soarelui.

Razele soarelui sunt dăunătoare legăturilor, distrug nailonul, îl fac casant și reduc elasticitatea, ducând la pierderea de bază. proprietățile consumatorului produse. In conditii banda de mijlocÎn Rusia, o șapă instalată pe stradă poate pierde 10% din rezistența sa declarată în primele 2 săptămâni. Motivul pentru aceasta este undele ultraviolete, electromagnetice invizibile pentru ochi, care sunt prezente în lumina zilei. UVA cu lungime de undă lungă și într-o măsură mai mică UVB mediu lung (datorită atmosferei ajung doar 10% la suprafața Pământului) sunt cele care sunt responsabile pentru îmbătrânirea prematură a șapelor de nailon.

Impactul negativ al UV este peste tot, chiar și în regiunile în care sunt foarte puține zile însorite, deoarece. 80% din raze pătrund în nori. Situația este agravată în regiunile nordice, cu iernile lor lungi, pe măsură ce permeabilitatea atmosferei la lumina soarelui crește, iar zăpada reflectă razele, dublând astfel expunerea la UV.

Majoritatea furnizorilor sugerează utilizarea unei cravate negre ca soluție la îmbătrânirea jugului de nailon de la lumina soarelui. Aceste legături costă la fel ca și omologii lor în mod neutru culoare alba, iar singura diferență este că pentru a obține o culoare neagră în produsul finit se adaugă o cantitate mică de pudră de cărbune sau funingine ca pigment colorant în materia primă. Acest aditiv este atât de nesemnificativ încât nu este capabil să protejeze produsul de degradarea UV. Astfel de șape sunt denumite în mod obișnuit „rezistente la intemperii”. Speranța că o astfel de șapă va funcționa cu bună-credință în aer liber este același lucru cu a încerca să vă păstrați căldura la frig purtând doar lenjerie intimă.

Când sunt instalate în aer liber, numai bridele din poliamidă stabilizată la UV 66 sunt capabile să reziste în mod fiabil sarcinilor pentru o perioadă lungă de timp. Durata de viață a acestora, în comparație cu legăturile standard sub lumină UV, variază semnificativ. Un efect pozitiv este obținut prin adăugarea de stabilizatori UV speciali la materiile prime. Scenariul de acțiune al stabilizatorilor de lumină poate fi diferit: pot absorbi (absorbi) lumina pur și simplu, eliberând energia absorbită apoi sub formă de căldură; poate intra în reacții chimice cu produși de descompunere primară; poate încetini (inhiba) procesele nedorite.

Majoritatea uleiurilor și etanșanților sunt folosite cu același succes pentru decoratiune interioara, cât și pentru cel extern. Adevărat, pentru aceasta trebuie să aibă un anumit set de proprietăți, de exemplu, cum ar fi rezistența la umiditate, izolarea termică și rezistența la radiațiile ultraviolete.

Toate aceste criterii trebuie îndeplinite fără greș, deoarece condițiile noastre climatice sunt imprevizibile și în continuă schimbare. Poate fi însorit dimineața, dar până după-amiaza vor apărea deja nori și vor începe ploile abundente.

Având în vedere toate cele de mai sus, experții recomandă să alegeți uleiuri și etanșanți rezistente la UV.

De ce este nevoie de un filtru

S-ar părea, de ce să adăugați un filtru UV când puteți folosi silicon sau etanșant poliuretanic pentru lucrări în aer liber? Dar toate aceste instrumente au anumite diferențe, ceea ce nu permite utilizarea lor în absolut toate cazurile. De exemplu, puteți restabili cu ușurință o cusătură dacă a fost folosit un etanșant acrilic, ceea ce nu se poate spune despre silicon.

În plus, etanșantul siliconic este foarte coroziv suprafete metalice, ceea ce nu se poate spune despre acril. Încă una semn distinctiv cu un semn minus pentru etanșanții siliconici este caracterul lor non-prietenos pentru mediu. Conțin solvenți periculoși pentru sănătate. De aceea, unii etanșanți acrilici au început să folosească un filtru UV pentru a-și extinde gama de aplicații.

Radiația ultravioletă este principala cauză a degradării majorității materialelor polimerice. Având în vedere faptul că nu toți etanșanții sunt rezistenți la UV, trebuie să fii extrem de atent atunci când alegeți un etanșant sau ulei.

Substanțe rezistente la radiațiile ultraviolete

Există deja o serie de etanșanți rezistenti la UV pe piață pentru etanșanți și acoperiri. Acestea includ silicon și poliuretan.

Etanșanti siliconici

Avantajele etanșanților cu silicon includ aderența ridicată, elasticitatea (până la 400%), posibilitatea de a colora suprafața după întărire și rezistența la UV. Cu toate acestea, au și destule dezavantaje: non-prietenos cu mediul, agresivitate față de structuri metaliceși imposibilitatea refacerii cusăturii.

Poliuretan

Au o elasticitate chiar mai mare decât siliconul (până la 1000%). Rezistente la îngheț: pot fi aplicate pe suprafață la temperaturi ale aerului de până la -10 C°. Materialele de etanșare din poliuretan sunt durabile și, bineînțeles, rezistente la UV.

Dezavantajele includ aderența ridicată nu la toate materialele (nu interacționează bine cu plasticul). Materialul folosit este foarte dificil și costisitor de eliminat. Etanșantul poliuretanic nu interacționează bine cu un mediu umed.

Etanșanti acrilici cu filtru UV

Etanșanții acrilici au multe avantaje, inclusiv aderența ridicată la toate materialele, posibilitatea refacerii cusăturilor și elasticitatea (până la 200%). Dar, dintre toate aceste avantaje, lipsește un punct: rezistența la razele ultraviolete.

Datorită acestui filtru UV, etanșanții acrilici pot concura acum cu alte tipuri de etanșanți și ușurează alegerea consumatorului în anumite cazuri.

Uleiuri cu filtru UV

Agent de acoperire incolor suprafete din lemn are un înalt şi protecţie fiabilă de la radiațiile ultraviolete. Uleiurile cu filtru UV sunt folosite cu succes pentru lucrul în aer liber, permițând materialului să-și păstreze toate proprietățile pozitive de bază, în ciuda influențelor externe.

Acest tip de ulei vă permite să întârziați ușor următoarea acoperire planificată a suprafeței cu ulei. Intervalul dintre restaurări este redus de 1,5-2 ori.

 

Vă rugăm să distribuiți acest articol pe rețelele de socializare dacă a fost de ajutor!