ultravioletinių spindulių poveikis
Saulės ultravioletinių spindulių poveikis laikui bėgant gali suardyti plastiką. Polimero fotodegradacija įvyksta, kai nematoma ultravioletinė spinduliuotė, susidedanti iš trumpų bangų, suardo plastiko polimerų grandines. Tai vadinama fotodegradacijos procesu. Tai sukelia ultravioletinių spindulių poveikis ir dėl to sumažėja fizinės savybės. Tai apima smūgio stiprumo praradimą, spalvos pasikeitimą, įtrūkimus, pailgėjimo ir atsparumo tempimui praradimą ir paviršiaus kreidėjimą. Pavyzdžiui, dėl UV spinduliuotės sukeltos fotodegradacijos sodo kėdės gali susitepti ir tapti trapios. Be to, stadiono sėdynių spalva atrodys kreidos, o kai kurie plastikai net pagels ir įtrūks.
Kai kurios ultravioletinės spinduliuotės charakteristikos
Ultravioletinė spinduliuotė sudaro tik 4,6 procento saulės spektro. Jis matuojamas nanometrais (nm) ir svyruoja nuo 290 iki 400. Tačiau agresyviausia UVB diapazono dalis yra labai trumpi bangos ilgiai nuo 280 iki 315 nanometrų. Todėl UV spinduliuotės energijos poveikio (apšvitinimo) kiekis priklauso nuo to, kurioje pasaulio vietoje esate.
kas yra švitinimas
Švitinimas yra ultravioletinių spindulių energijos kiekis, patenkantis į tam tikrą plotą per tam tikrą laikotarpį. 1Ly=1 cal/cm 2=4.184 E 4 Joule/m 2 (Ly=Langley) Todėl vienerius metus nepertraukiamo naudojimo lauke Sudane plastikinėms dalims perduodama energija yra 220 kcal/cm 2 per metus, o Švedijoje – 70.
Kiekvienas plastikas yra jautrus tam tikriems bangos ilgiams 290-400 nm UV srityje. Todėl polipropilenas turi tris maksimumus ties 290-300, 330 ir 370 nm. Nailonas yra nuo 290-315, o PVC homopolimeras yra 320.
Polimerų skilimas veikiant UV spinduliuotei
Polimero fotodegradacija įvyksta, kai saulės ultravioletinę spinduliuotę sugeria polimero struktūros cheminės grupės, vadinamos chromoforais. Chromoforas yra "atomas arba atomų grupė, kurios buvimas lemia junginio spalvą". Polimerų kompozicijose gali būti kitų priedų, tokių kaip halogeninti antipirenai, užpildai ir pigmentai. Todėl buvo sukurti UV stabilizatoriai, kurie buvo pridėti prie polimerų, kad būtų slopinamas fotoiniciacijos procesas. Pirmieji trys tipai yra UV absorberiai, gesikliai ir trukdomi aminų šviesos stabilizatoriai (HALS).
1) UV absorberis
Absorberiai yra fotostabilizatoriai, kurie veikia konkuruodami su chromoforais, kad sugertų UV spinduliuotę. Taigi absorberis žalingą UV spinduliuotę paverčia nekenksminga infraraudonąja spinduliuote arba šiluma, kuri išsisklaido per polimerinę matricą. UV absorbentai turi mažą kainą, tačiau gali būti tinkami tik trumpalaikiam poveikiui. UV absorberiai apima:
Absorberis
UV absorbentai turi mažą kainą, tačiau gali būti tinkami tik trumpalaikiam poveikiui. UV absorberiai apima:
Suodė yra vienas iš efektyviausių ir dažniausiai naudojamų UV spindulių sugėriklių.
Kitas UV absorberis yra rutilo titano oksidas, efektyvus 300-400 nm diapazone. Tačiau jis nėra labai naudingas labai trumpo UVB bangos ilgio diapazone, mažesniame nei 315.
Hidroksibenzofenonas
Hidroksifenilbenzotriazolas taip pat yra gerai žinomas UV stabilizatorius, kurio pranašumas yra tinkamas neutraliam arba skaidriam naudojimui. Hidroksifenilbenzotriazolai nėra labai naudingi plonose dalyse, mažesnėse nei 100 mikronų.
Benzofenonas PVC
Anzotriazolai ir hidroksifeniltriazinai polikarbonatams.
Oksalanilidas poliamidams
2) Gesintuvas
Gesintuvai per energijos perdavimo procesą grąžina sužadintą chromoforo būseną į pagrindinę būseną. Energijos perdavimo agentai veikia gesindami karbonilo grupių, susidariusių fotooksiduojant plastikines medžiagas, sužadintą būseną ir skaidydami hidroperoksidus. Tai apsaugo nuo jungčių nutrūkimo ir galiausiai laisvųjų radikalų susidarymo.
Nikelio gesinimo agentas
Nikelio gesintuvas yra dažniausiai naudojamas žemės ūkio plėvelių gamyboje. Jie nėra plačiai naudojami, nes juose yra sunkiųjų metalų ir galutiniam produktui suteikiama įdegusi arba žalia spalva. Tačiau, kaip ir toliau aptariami trukdomi aminų šviesos stabilizatoriai, nikelio gesikliai nėra veiksmingi stabilizuojant UV spinduliuotę.
3) Netrukdomas aminų šviesos stabilizatorius (HALS)
HALS yra ilgalaikiai šilumos stabilizatoriai, kurie sulaiko laisvuosius radikalus, susidariusius fotooksiduojant plastikines medžiagas. Taigi HALS riboja fotodegradacijos procesą. HALS gebėjimą sunaikinti laisvuosius radikalus, atsirandančius dėl UV spinduliuotės sugerties, galima paaiškinti nitroksilo grupių susidarymu procese, vadinamame Denisovo ciklu.
Nors parduodami HALS produktai labai skiriasi savo struktūra, jie visi turi 2,2,6,6-tetrametilpiperidino žiedo struktūrą. HALS yra vieni iš efektyviausių UV spinduliuotės stabilizatorių.
UV stabilizatoriai įvairiems plastikams
Pavyzdžiui, HALS prisidėjo prie polipropileno kūrimo automobilių pramonėje. Nors HALS taip pat labai veiksmingi poliolefinuose, polietilene ir poliuretane, jie negali būti naudojami kaip UV spinduliuotės stabilizatoriai PVC.
UV stabilizatorių derinys
Kadangi visos trys funkcijos veikia skirtingais mechanizmais, jos dažnai sujungiamos į sinergetinius UV spinduliuotę sugeriančius priedus. Pavyzdžiui, benzotriazolai dažnai naudojami kartu su HALS, kad būtų išvengta dažymo sistemų blukimo ir spalvos pasikeitimo.
