Otpornost na UV zračenje sposobnost otpornosti na koroziju. UV otpornost prirodnih izolata Dematiaceae

1

Dobijeni su kompozitni materijali na bazi polipropilena otporni na UV zračenje. Za procjenu stepena fotodegradacije polipropilena i kompozita na njemu, IC spektroskopija je bila glavni alat. Kada se polimer razgradi, hemijske veze se raskidaju i materijal se oksidira. Ovi procesi se odražavaju u IC spektrima. Takođe, o razvoju procesa fotodegradacije polimera može se suditi i po promjeni strukture površine izložene UV zračenju. To se ogleda u promjeni kontaktnog ugla vlaženja. Polipropilen stabiliziran raznim UV apsorberima proučavan je IR spektroskopijom i mjerenjem kontaktnog ugla. Kao punila za polimernu matricu korišteni su bor nitrid, višeslojne ugljične nanocijevi i karbonska vlakna. Dobijeni su i analizirani IR apsorpcijski spektri polipropilena i kompozita na njegovoj osnovi. Na osnovu dobijenih podataka određene su koncentracije UV filtera u polimernoj matrici, koje su neophodne za zaštitu materijala od fotodegradacije. Kao rezultat istraživanja, utvrđeno je da korištena punila značajno smanjuju degradaciju površine i kristalne strukture kompozita.

polipropilen

UV zračenje

nanocevi

bor nitrida

1. A. L. Smith, Primijenjena IR spektroskopija. Osnove, tehnika, analitička primjena. – M.: Mir, 1982.

2. Bertin D., M. Leblanc, S. R. A. Marque, D. Siri. Degradacija polipropilena: teorijska i eksperimentalna istraživanja// Degradacija i stabilnost polimera. - 2010. - V. 95, I.5. - P. 782-791.

3. Guadagno L., Naddeo C., Raimondo M., Gorrasi G., Vittoria V. Utjecaj ugljikovih nanocijevi na fotooksidativnu trajnost sindiotaktičkog polipropilena // Degradacija i stabilnost polimera. - 2010. - V.95, I. 9. - P. 1614-1626.

4. Horrocks A. R., Mwila J., Miraftab M., Liu M., Chohan S. S. Utjecaj čađe na svojstva orijentiranog polipropilena 2. Termička i fotodegradacija // Polymer Degradation and Stability. - 1999. - V. 65, I.1. – str. 25-36.

5. Jia H., Wang H., Chen W. Kombinirani učinak otežanih aminskih svjetlosnih stabilizatora s UV apsorberima na radijacijsku otpornost polipropilena // Radiation Physics and Chemistry. - 2007. - V.76, I. 7. - P. 1179-1188.

6. Kaczmarek H., Ołdak D., Malanowski P., Chaberska H. Utjecaj kratkotalasnog UV zračenja na starenje polipropilenskih/celuloznih kompozicija // Degradacija i stabilnost polimera. - 2005. - V.88, I.2. - P. 189-198.

7. Kotek J., Kelnar I., Baldrian J., Raab M. Strukturne transformacije izotaktičkog polipropilena izazvane zagrijavanjem i UV svjetlom // European Polymer Journal. - 2004. - V.40, I.12. - P. 2731-2738.

1. Uvod

Polipropilen se koristi u mnogim oblastima: u proizvodnji filmova (posebno ambalaže), kontejnera, cijevi, dijelova tehničke opreme, kao elektroizolacijski materijal, u građevinarstvu itd. Međutim, kada je izložen UV zračenju, polipropilen gubi performanse zbog razvoja procesa fotodegradacije. Zbog toga se za stabilizaciju polimera koriste različiti UV apsorberi (UV filteri), kako organski tako i neorganski: dispergovani metal, keramičke čestice, ugljenične nanocevi i vlakna.

Za procjenu stepena fotodegradacije polipropilena i kompozita na bazi njega, glavni alat je IR spektroskopija. Kada se polimer razgradi, hemijske veze se raskidaju i materijal se oksidira. Ovi procesi se ogledaju u
IR spektri. Po broju i položaju vrhova u IC apsorpcionim spektrima može se suditi o prirodi supstance (kvalitativna analiza), a po intenzitetu apsorpcionih traka - o količini supstance (kvantitativna analiza), i, posledično, procijeniti stepen degradacije materijala.

Takođe, o razvoju procesa fotodegradacije polimera može se suditi i po promjeni strukture površine izložene UV zračenju. To se ogleda u promjeni kontaktnog ugla vlaženja.

U ovom radu je polipropilen stabilizovan različitim UV apsorberima proučavan IR spektroskopijom i mjerenjem kontaktnog ugla.

2. Materijali i eksperimentalna tehnika

Kao sirovine i punila korišteni su: polipropilen niskog viskoziteta (TU 214535465768); višeslojne ugljične nanocijevi promjera ne većeg od 30 nm i dužine ne veće od 5 mm; karbonska vlakna visokog modula, razred VMN-4; heksagonalni bor nitrid.

Ekstruzijskim mešanjem od polaznih materijala dobijeni su uzorci sa različitim masenim udelom punila u polimernoj matrici.

Fourierova IR spektrometrija je korištena kao metoda za proučavanje promjena u molekularnoj strukturi polimernih kompozita pod djelovanjem ultraljubičastog zračenja. Spektri su snimljeni na spektrometru Thermo Nicolet 380 sa dodatkom za implementaciju metode frustrirane totalne unutrašnje refleksije (ATR) Smart iTR sa dijamantskim kristalom. Snimanje je obavljeno sa rezolucijom od 4 cm-1, analizirana površina je bila u rasponu od 4000-650 cm-1. Svaki spektar je dobijen usrednjavanjem 32 prolaza ogledala spektrometra. Uporedni spektar je uzet prije uzimanja svakog uzorka.

Za proučavanje promjene površine eksperimentalnih polimernih kompozita pod djelovanjem ultraljubičastog zračenja korištena je metoda određivanja kontaktnog kuta vlaženja s destiliranom vodom. Mjerenja kontaktnog ugla vrše se pomoću KRÜSS EasyDrop DSA20 sistema za analizu oblika kapi. Za izračunavanje kontaktnog ugla vlaženja korištena je Young-Laplaceova metoda. U ovoj metodi se procjenjuje kompletna kontura kapi; odabir uzima u obzir ne samo međufazne interakcije koje određuju konturu kapi, već i činjenicu da kap nije uništena zbog težine tečnosti. Nakon uspješnog odabira Young-Laplaceove jednadžbe, kut vlaženja se određuje kao nagib tangente u tački kontakta triju faza.

3. Rezultati i diskusija

3.1. Rezultati istraživanja promjena u molekularnoj strukturi polimernih kompozita

Spektar polipropilena bez punila (slika 1) sadrži sve linije karakteristične za ovaj polimer. Prije svega, to su vibracijske linije atoma vodika u funkcionalnim grupama CH3 i CH2. Linije u području talasnih brojeva 2498 cm-1 i 2866 cm-1 odgovorne su za asimetrične i simetrične istezne vibracije metilne grupe (CH3), a linije 1450 cm-1 i 1375 cm-1, zauzvrat, nastaju zbog savijanja simetričnih i asimetričnih vibracija iste grupe. Linije 2916 cm-1 i 2837 cm-1 odnose se na linije istezanja vibracija metilenskih grupa (CH2). Trake na talasnim brojevima 1116 cm-1,
998 cm-1, 974 cm-1, 900 cm-1, 841 cm-1 i 809 cm-1 obično se nazivaju trakama pravilnosti, odnosno linijama zbog regiona pravilnosti polimera, ponekad se nazivaju i trakama kristalnosti. Vrijedi napomenuti prisustvo linije niskog intenziteta u području od 1735 cm-1, što treba pripisati vibracijama C=O veze, što može biti povezano sa blagom oksidacijom polipropilena tokom procesa presovanja. Spektar također sadrži trake odgovorne za formiranje dvostrukih veza C=C
(1650-1600 cm-1) koji je nastao nakon što je uzorak ozračio UV zračenjem. Osim toga, upravo ovaj uzorak karakterizira maksimalni intenzitet linije C=O.

Slika 1. IR spektri polipropilena nakon ispitivanja otpornosti na UV zračenje

Kao rezultat izlaganja UV zračenju na kompozitima punjenim bor nitridom, nastaju C=O veze (1735-1710 cm-1) različite prirode (aldehid, keton, etar). Spektri UV ozračenih uzoraka čistog polipropilena i polipropilena koji sadrže 40% i 25% bor nitrida sadrže trake, obično odgovorne za formiranje C=C dvostrukih veza (1650-1600 cm-1). Trake pravilnosti (kristalnosti) u opsegu talasnih brojeva 1300-900 cm-1 na uzorcima polimernih kompozita podvrgnutih UV zračenju su primetno proširene, što ukazuje na delimičnu degradaciju kristalne strukture polipropilena. Međutim, sa povećanjem stepena punjenja polimernih kompozitnih materijala heksagonalnim bor nitridom, degradacija kristalne strukture polipropilena se smanjuje. Izlaganje UV zračenju je dovelo i do povećanja hidrofilnosti površine uzoraka, što se izražava u prisustvu široke linije hidrokso grupe u području od 3000 cm-1.

Slika 2. IR spektri polimernog kompozita na bazi polipropilena sa 25% (tež.) heksagonalnog bor nitrida nakon ispitivanja UV otpornosti

Spektri polipropilena ispunjenog 20% ​​(tež.) mješavine karbonskih vlakana i nanocijevi prije i poslije ispitivanja se praktično ne razlikuju jedni od drugih, prvenstveno zbog izobličenja spektra zbog jake apsorpcije IR zračenja ugljikom. komponenta materijala.

Na osnovu dobijenih podataka može se suditi da u uzorcima kompozita na bazi polipropilena, karbonskih vlakana VMN-4 i ugljeničnih nanocevi postoji mali broj C=O veza, zbog prisustva pika u oblasti 1730 cm-1, međutim, pouzdano je suditi o količini ovih veza u uzorcima nije moguće zbog izobličenja spektra.

3.2. Rezultati proučavanja promjena na površini polimernih kompozita

U tabeli 1 prikazani su rezultati istraživanja promjena površine eksperimentalnih uzoraka polimernih kompozita punjenih heksagonalnim bor nitridom. Analizom rezultata možemo zaključiti da punjenje polipropilena heksagonalnim bor nitridom povećava otpornost površine polimernih kompozita na ultraljubičasto zračenje. Povećanje stepena ispunjenosti dovodi do manje degradacije površine, što se manifestuje povećanjem hidrofilnosti, što se dobro slaže sa rezultatima proučavanja promena molekularne strukture eksperimentalnih uzoraka polimernih kompozita.

Tabela 1. Rezultati promjene kontaktnog ugla površine polimernih kompozita punjenih heksagonalnim bor nitridom kao rezultat ispitivanja otpornosti na ultraljubičasto zračenje

Stepen punjenja BN

Ugao vlaženja, gr

Prije testa

Nakon testa

Analizom rezultata proučavanja promjena na površini eksperimentalnih uzoraka polimernih kompozita ispunjenih mješavinom karbonskih vlakana i nanocijevi (tablica 2) možemo zaključiti da punjenje polipropilena karbonskim materijalima čini ove polimerne kompozite otpornima na ultraljubičasto zračenje. Ova činjenica se objašnjava činjenicom da ugljični materijali aktivno apsorbiraju ultraljubičasto zračenje.

Tabela 2. Rezultati promjene kontaktnog ugla površine polimernih kompozita ispunjenih karbonskim vlaknima i nanocijevima zbog ispitivanja otpornosti na ultraljubičasto zračenje

Stepen punjenja UV+CNT

Ugao vlaženja, gr

Prije testa

Nakon testa

4. Zaključak

Prema rezultatima proučavanja otpornosti kompozita na bazi polipropilena na ultraljubičasto zračenje, dodavanje heksagonalnog bor nitrida polimeru značajno smanjuje degradaciju površine i kristalne strukture kompozita. Međutim, karbonski materijali aktivno apsorbiraju ultraljubičasto zračenje, čime se osigurava visoka otpornost kompozita na bazi polimera i karbonskih vlakana i nanocijevi na ultraljubičasto zračenje.

Rad je izveden u okviru federalnog ciljnog programa „Istraživanje i razvoj u prioritetnim oblastima razvoja naučno-tehnološkog kompleksa Rusije za 2007-2013“, Državni ugovor od 08. jula 2011. br. 16.516.11.6099.

Recenzenti:

Serov GV, doktor tehničkih nauka, profesor Katedre za funkcionalne nanosisteme i visokotemperaturne materijale, Nacionalni univerzitet nauke i tehnologije „MISiS“, Moskva.

Kondakov S. E., doktor tehničkih nauka, viši istraživač, Katedra za funkcionalne nanosisteme i visokotemperaturne materijale, Nacionalni univerzitet nauke i tehnologije „MISiS“, Moskva.

Bibliografska veza

Kuznjecov D.V., Ilinykh I.A., Cherdyntsev V.V., Muratov D.S., Shatrova N.V., Burmistrov I.N. ISTRAŽIVANJE STABILNOSTI POLIMERNIH KOMPOZITA NA BAZI POLIPROPILENA NA UV ZRAČENJE // Savremeni problemi nauke i obrazovanja. - 2012. - br. 6.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=7503 (datum pristupa: 01.02.2020.). Predstavljamo Vam časopise koje izdaje izdavačka kuća "Akademija prirodne istorije"

Glavne karakteristike:

  • Estetske/vizuelne karakteristike;
  • boja;
  • Sijati;
  • Površina je glatka, teksturirana, zrnasta…;
  • performanse;
  • Formabilnost i opća mehanička svojstva;
  • Otpornost na koroziju;
  • Otporan na UV zračenje.

Sve ove karakteristike se provjeravaju u toku procesa proizvodnje ili nakon njega, a mogu se provjeriti raznim testovima i mjerenjima.

Specifikacije proizvoda su zasnovane na ovim testovima.

1. Mehanička svojstva boje

Potrebne karakteristike:

Metode formiranja:

  • Savijanje;
  • Profiliranje;
  • Duboko izvlačenje.

Kontaktni alat sa organskim premazom:

  • otpornost na habanje;
  • Podmazujuća svojstva boje.

Temperatura obrade min 16°C

2. Mehanička svojstva: Fleksibilnost

T-bend

Ravni komad obojenog materijala savijen je paralelno sa smjerom valjanja. Akcija se ponavlja kako bi se dobio sve manje krut radijus savijanja.

Određuje se adhezija i fleksibilnost sistema premaza u načinu savijanja (ili zateznom načinu) na sobnoj temperaturi (23°C ±2°C).

Rezultati su izraženi, na primjer (0,5 WPO i 1,5T WC).

test na udar

Ravni uzorak obojenog materijala deformiran je udarcem poluloptastim udarcem od 20 mm težine 2 kg. Visina pada određuje energiju udara. Adhezija premaza i fleksibilnost su testirani.

Procjenjuje se sposobnost obojenog materijala da izdrži brzu deformaciju i udar (otpornost premaza na ljuštenje i pucanje).

3. Mehanička svojstva: Tvrdoća

Tvrdoća olovke

Olovke različite tvrdoće (6B - 6H) kreću se duž površine premaza pod stalnim opterećenjem.

Tvrdoća površine se ocjenjuje "olovkom".

Klemen tvrdoća (test na ogrebotine)

Indenter promjera 1 mm kreće se duž površine konstantnom brzinom. Odozgo se mogu primijeniti različita opterećenja (od 200 g do 6 kg).

Određuju se različita svojstva: površinska tvrdoća premaza prilikom grebanja, svojstva trenja i prianjanje na podlogu.

Rezultati zavise od debljine obojenog proizvoda.

Taber tvrdoća (test na habanje)

Ravni komad obojenog materijala rotira se ispod dva paralelna abrazivna točka. Abrazija se postiže kružnim kretanjem test panela i konstantnim opterećenjem.

Taber tvrdoća je otpornost na habanje pri grubom kontaktu.

Mjerenje naprezanja na metalnoj pločici pokazuje da deformacije u pojedinim područjima mogu biti vrlo jake.

Istezanje u uzdužnom smjeru može doseći 40%.

Skupljanje u poprečnom smjeru može doseći 35%.

5. Mehanička svojstva: primjer deformacije u proizvodnji metalnih pločica.

test markignaca:

1. korak: deformacija u Marcignac uređaju;

2. korak starenja u klimatskoj komori (tropski test).

Reproducirati u malom obimu najteže deformacije koje se mogu vidjeti kod industrijskih krovnih crijepa.

Za modeliranje starenja boje nakon profiliranja i evaluacije performansi sistema boja.

6. Otpornost na koroziju.

Otpornost na koroziju obojenih proizvoda ovisi o:

Okolina (temperatura, vlaga, padavine, agresivne supstance kao što su hloridi…);

Priroda i debljina organskog premaza;

Priroda i debljina metalne baze;

Površinski tretmani.

Otpornost na koroziju može se izmjeriti:

Ubrzani testovi:

Različiti ubrzani testovi mogu se provoditi u raznim "jednostavnim" (vještački stvorenim) agresivnim uvjetima.

Prirodni uticaj:

Moguća su različita okruženja: morska klima, tropska, kontinentalna, industrijska okruženja…

7. Otpornost na koroziju: ubrzana ispitivanja

test soli

Oslikani uzorak se izlaže kontinuiranom slanom spreju (kontinuirano prskanje 50g/l rastvora natrijum hlorida na 35°C);

Trajanje testa varira od 150 do 1000 sati u zavisnosti od specifikacije proizvoda;

Sposobnost inhibitora korozije (retardera) da blokiraju anodne i katodne reakcije na rubovima i rizicima;

Prianjanje na mokro tlo;

Kvalitet površinskog tretmana kroz njegovu osjetljivost na povećanje pH.

8. Otpornost na koroziju: ubrzana ispitivanja

Otpornost na kondenzaciju, QST test

Ravno obojeni uzorak se izlaže uslovima kondenzacije (jedna strana panela je izložena vlažnoj atmosferi na 40°C, druga strana se drži u sobnim uslovima).

Otpornost na vlagu, KTW test

Ravno obojeni uzorak se podvrgava cikličnom izlaganju (40°C > 25°C) u zasićenoj vodenoj atmosferi;

Nakon ispitivanja, utvrđuje se pojava mjehurića na metalu ispitnog uzorka;

Mokro prianjanje prajmera i sloja za površinsku obradu;

Efekt barijere vanjskog sloja premaza i njegova poroznost.

Ispitivanje unutrašnje korozije zavojnice

Ravni obojeni uzorak stavlja se pod opterećenje od 2 kg u pakovanju sa drugim uzorcima i podvrgava se cikličnom izlaganju (25°C, 50%RH > 50°C ili 70°C, 95%RH);

Ekstremni uslovi koji dovode do korozije između zavoja zavojnice tokom transporta ili skladištenja (prijanjanje na mokro tlo, efekat završnog sloja barijere i poroznost u uslovima zatvorenog pakovanja).


90° sjever
5° južno

10. Otpornost na koroziju: Otvoreno izlaganje (Standardi izdržljivosti: EN 10169)

U skladu sa EN 10169, vanjski proizvodi moraju biti izloženi okolišu najmanje 2 godine.

Karakteristike potrebne za RC5: 2 mm i 2S2, uglavnom ispod nadstrešnica (uzorak 90°C) iu područjima preklapanja (uzorak 5°).

11. UV otpornost (bledenje)

Nakon korozije, izlaganje UV zračenju je druga velika prijetnja trajnosti obojenih materijala.

Izraz "UV blijeđenje" odnosi se na promjenu izgleda boje (prvenstveno boje i sjaja) tokom vremena.

Ne samo da izlaganje UV zračenju pogoršava kvalitet boje, već i drugi uticaji okoline:

Sunčeva svetlost - UV, vidljivi i infracrveni opseg;

Vlažnost – vrijeme vlažnosti površine, relativna vlažnost;

Temperatura - otpornost na pukotine - maksimalne vrijednosti i dnevni ciklusi grijanja/hlađenja;

Vjetar, kiša - abrazija pijeskom;

Sol - industrijske, primorske zone;

Prljavština – uticaj na tlo i zagađivači…

12. UV bledenje

Ubrzani test otpornosti na UV zračenje

Kako se provodi test?

Standardi: EN 10169;

Ravni OS uzorak je izložen UV zračenju;

UV zračenje;

Mogući periodi kondenzacije;

Ekspozicija 2000 sati (ciklusi 4H kondenzacija 40°C/4H zračenje na 60°C sa zračenjem od 0,89 V/m2 na 340 nm);

Nakon testiranja određuju se promjene boje i sjaja.

13. UV otpornost

- EN 10169: Ubrzana ispitivanja

- EN 10169: Izloženost okoline:

Samo bočni uticaj na uzorak 2 godine na mestima sa fiksnom energijom sunčevog zračenja (najmanje 4500 MJ/m2/god) > Guadeloupe, Florida, Sanary, itd…


Polimeri su aktivne kemikalije koje su nedavno stekle veliku popularnost zbog masovne potrošnje plastičnih proizvoda. Svake godine obim svjetske proizvodnje polimera raste, a materijali napravljeni od njih osvajaju nove pozicije u sektoru domaćinstva i industrije.

Sva ispitivanja proizvoda provode se u laboratorijskim uslovima. Njihov glavni zadatak je identificirati čimbenike okoliša koji imaju razarajući učinak na plastične proizvode.

Glavna grupa štetnih faktora koji uništavaju polimere

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

  • hemijski sastav polimera;
  • vrsta i jačina spoljašnjih faktora.

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

Faktori koji utiču na razgradnju polimera uključuju:

  • mikroorganizmi;
  • toplotna energija različitog intenziteta;
  • industrijske emisije koje sadrže štetne materije;
  • visoka vlažnost;
  • UV zračenje;
  • rendgensko zračenje;
  • povećan procenat jedinjenja kiseonika i ozona u vazduhu.

Proces potpunog uništenja proizvoda ubrzava se istovremenim djelovanjem nekoliko nepovoljnih faktora.

Jedna od posebnosti klimatskog ispitivanja polimera je potreba za ekspertizom ispitivanja i proučavanjem uticaja svake od navedenih pojava posebno. Međutim, takvi rezultati evaluacije ne mogu precizno odražavati sliku interakcije vanjskih faktora s polimernim proizvodima. To je zbog činjenice da su u normalnim uvjetima materijali najčešće podvrgnuti kombiniranom dejstvu. U ovom slučaju, destruktivni učinak je značajno pojačan.

Utjecaj ultraljubičastog zračenja na polimere

Postoji zabluda da su plastični proizvodi posebno oštećeni sunčevim zracima. Zapravo, samo ultraljubičasto zračenje ima destruktivni učinak.

Veze između atoma u polimerima mogu biti uništene samo pod uticajem zraka ovog spektra. Posljedice takvih štetnih efekata mogu se uočiti vizualno. Mogu se izraziti:

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

U laboratorijama se za takva ispitivanja koriste ksenonske lampe.

Eksperimenti se takođe provode kako bi se ponovo stvorili uslovi izloženosti UV zračenju, visokoj vlažnosti i temperaturi.

Takvi testovi su potrebni kako bi se izvukli zaključci o potrebi promjena u hemijskom sastavu 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 svojstvo je tipično samo za proizvode od visokokvalitetne plastike.

U materijale niske kvalitete dodaju se tvari male molekularne težine koje se akumuliraju na površini. Veliki broj takvih komponenti doprinosi širenju mikroorganizama.

Posljedice destruktivnog udara mogu se uočiti prilično brzo, jer:

  • gube se aseptične kvalitete;
  • smanjen je stepen transparentnosti proizvoda;
  • pojavljuje se krhkost.

Među dodatnim faktorima koji mogu dovesti do smanjenja performansi polimera, treba istaknuti povišenu temperaturu i vlažnost. Oni stvaraju uslove pogodne za aktivan razvoj mikroorganizama.

Tekuća istraživanja su omogućila pronalaženje najefikasnijeg načina za sprečavanje rasta bakterija. To je dodavanje posebnih tvari - fungicida - u sastav polimera. Razvoj bakterija je obustavljen zbog visoke toksičnosti komponente za najjednostavnije mikroorganizme.

Da li je moguće neutralisati uticaj negativnih prirodnih faktora?

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

Međutim, mehanizam destrukcije polimera može biti pokrenut kombinovanim djelovanjem kisika i visoke temperature, vlage ili ultraljubičastog zračenja.

Također, prilikom provođenja posebnih studija bilo je moguće proučavati karakteristike interakcije polimernih materijala s vodom. Tečnost utiče na polimere na tri načina:

  1. fizički;
  2. hemijski (hidroliza);
  3. fotohemijska.

Dodatno istovremeno izlaganje povišenoj temperaturi može ubrzati proces uništavanja polimernih proizvoda.

Korozija plastike

U širem smislu, ovaj koncept podrazumijeva uništavanje materijala pod negativnim utjecajem vanjskih faktora. Dakle, izraz „korozija polimera“ treba shvatiti kao promjenu sastava ili svojstava tvari uzrokovanu štetnim djelovanjem, što dovodi do djelomičnog ili potpunog uništenja proizvoda.

Procesi ciljane transformacije polimera da bi se dobila nova svojstva materijala ne potpadaju pod ovu definiciju.

O koroziji treba govoriti, na primjer, kada polivinil klorid dođe u kontakt i stupi u interakciju s kemijski agresivnom okolinom - klorom.

Gore je već napomenuto (pogledajte prethodni članak) da se zraci UV opsega obično dijele u tri grupe ovisno o talasnoj dužini:
[*]Dugotalasno zračenje (UVA) - 320-400 nm.
[*] Srednji (UVB) - 280-320 nm.
[*]Kratkotalasno zračenje (UVC) - 100-280 nm.
Jedna od glavnih poteškoća u uzimanju u obzir uticaja UV zračenja na termoplaste je to što njegov intenzitet zavisi od mnogih faktora: sadržaja ozona u stratosferi, oblaka, visine lokacije, visine Sunca iznad horizonta (i tokom dana). i tokom godine) i razmišljanja. Kombinacija svih ovih faktora određuje nivo intenziteta UV zračenja, što se reflektuje na ovoj karti Zemlje:

U područjima obojenim u tamnozelenu, intenzitet UV zračenja je najveći. Osim toga, mora se uzeti u obzir da povećana temperatura i vlažnost dodatno pojačavaju učinak UV zračenja na termoplastiku (vidi prethodni članak).

[B]Glavni učinak UV zračenja na termoplastiku

Sve vrste UV - zračenja mogu izazvati fotohemijski efekat u strukturi polimernih materijala, što može biti i korisno i dovesti do degradacije materijala. Međutim, po analogiji sa ljudskom kožom, što je veći intenzitet zračenja i kraća valna dužina, to je veći rizik od degradacije materijala.

[U]Degradacija
Glavni vidljivi efekat od uticaja UV zračenja na polimerne materijale je pojava tzv. "kredaste mrlje", promjena boje na površini materijala i povećana krhkost površina. Ovaj efekat se često može primijetiti na plastičnim proizvodima koji se stalno koriste na otvorenom: sjedišta na stadionima, vrtni namještaj, folije za staklenike, okviri prozora itd.

Istovremeno, termoplastični proizvodi često moraju izdržati izloženost UV zračenju tipa i intenziteta kakvih nema na Zemlji. Govorimo, na primjer, o elementima svemirskih letjelica, što zahtijeva korištenje materijala kao što je FEP.

Gore navedeni efekti djelovanja UV zračenja na termoplaste primjećuju se u pravilu na površini materijala i rijetko prodiru dublje od 0,5 mm u strukturu. Međutim, degradacija materijala na površini pod opterećenjem može dovesti do uništenja proizvoda u cjelini.

[U]Buffs
Nedavno su široku primjenu našli posebni polimerni premazi, posebno na bazi poliuretan-akrilata, koji se "samozacjeljuju" pod utjecajem UV zračenja. Dezinfekciona svojstva UV zračenja se široko koriste, na primjer, u rashladnim uređajima za vodu za piće i mogu se dodatno poboljšati dobrim svojstvima prijenosa PET-a. Ovaj materijal se takođe koristi kao zaštitni premaz na UV insekticidnim lampama, obezbeđujući do 96% propusnosti svetlosti pri debljini od 0,25 mm. UV zračenje se također koristi za obnavljanje tinte nanesene na plastičnu podlogu.

Pozitivan efekat izlaganja UV zračenju je upotreba fluorescentnih reagenasa za izbeljivanje (FWA). Mnogi polimeri imaju žućkastu nijansu na prirodnom svjetlu. Međutim, uvođenje UV zraka u sastav FWA materijala se apsorbira od strane materijala i emituje natrag zrake vidljivog opsega plavog spektra s talasnom dužinom od 400-500 nm.

[B] Utjecaj UV zračenja na termoplaste

Energija UV zračenja koju apsorbuje termoplastika pobuđuje fotone, koji zauzvrat formiraju slobodne radikale. Dok mnogi termoplasti u svom prirodnom, čistom obliku ne upijaju UV zračenje, prisustvo ostataka katalizatora i drugih zagađivača u njihovom sastavu koji služe kao receptori mogu dovesti do degradacije materijala. Štoviše, da bi se pokrenuo proces razgradnje, potrebne su beznačajne frakcije zagađivača, na primjer, milijardni dio natrijuma u sastavu polikarbonata dovodi do nestabilnosti boje. U prisustvu kiseonika, slobodni radikali formiraju kiseonik hidroperoksid, koji razbija dvostruke veze u molekularnom lancu, čineći materijal krhkim. Ovaj proces se često naziva fotooksidacija. Međutim, čak i u nedostatku vodonika, i dalje dolazi do degradacije materijala zbog povezanih procesa, što je posebno tipično za elemente svemirskih letjelica.

Termoplasti sa slabom UV otpornošću u nemodifikovanom obliku uključuju POM, PC, ABS i PA6/6.

PET, PP, HDPE, PA12, PA11, PA6, PES, PPO, PBT se smatraju dovoljno UV otpornim, kao i kombinacija PC/ABS.

PTFE, PVDF, FEP i PEEK imaju dobru UV otpornost.

PI i PEI imaju odličnu UV otpornost.

Kruti (neplastificirani) polivinil hlorid se prvi pojavio na ruskom tržištu oglašavanja i, unatoč sve većem asortimanu polimernih materijala koji se svake godine nude, nastavlja stabilno 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 se odlikuje prirodnom otpornošću na UV zračenje, hemijski napad, mehaničku koroziju i kontaktna oštećenja. Dugo vremena rada na ulici ne gubi svoja izvorna svojstva. Ne upija atmosfersku vlagu i, shodno tome, nije sklon stvaranju kondenzata na površini. Od svih ostalih vrsta plastike, ima jedinstvenu otpornost na vatru. U normalnim uslovima rada ne predstavlja opasnost ni za ljude ni za okolinu. Lako se obrađuje, formira (kompaktan materijal), zavaruje i lijepi. Kod nanošenja filma ne treba razmišljati o "zamkama" - PVC bez ljudske intervencije neće predstavljati "iznenađenja".

Uvjetni nedostaci polivinil klorida uključuju:

  • kratkoročna otpornost modifikacija boje na sunčevu svjetlost (ovo se ne odnosi na materijale s dodatnom UV stabilizacijom);
  • moguće prisustvo materijala nepoznatog porijekla površinskih odvajača koji zahtijevaju uklanjanje;
  • ograničena otpornost na mraz (do -20 °C), što je daleko od uvijek potvrđeno u praksi (u skladu sa svim tehnološkim pravilima za izradu konstrukcija i njihovu ugradnju, u nedostatku značajnih mehaničkih opterećenja, PVC se ponaša stabilno čak i na nižim temperaturama );
  • veći koeficijent linearnog termičkog širenja u odnosu na mnoge druge polimerne materijale, odnosno širi raspon dimenzionalnih izobličenja;
  • nedovoljno visok stepen propuštanja svetlosti prozirnog materijala (cca. 88%);
  • povećani zahtjevi za odlaganje: dim i proizvodi sagorijevanja opasni su za ljude i okoliš.

Kruti polivinil hlorid se proizvodi u različitim modifikacijama samo ekstruzijom. Širok asortiman PVC-a, uključujući i limove:

  • kompaktan i pjenast;
  • sa sjajnom i mat površinom;
  • bijela, u boji, prozirna i prozirna;
  • ravna i reljefna;
  • standardna verzija i povećana čvrstoća na savijanje,

omogućava vam korištenje ovog materijala u gotovo svim područjima reklamne proizvodnje.

Tatiana Dementieva
procesni inženjer

Podijeli: