¿Qué es la radiación UV?
La radiación UV es un tipo de energía electromagnética que no podemos ver. Su gama de frecuencias se sitúa entre la luz visible y los rayos X. En función de la frecuencia, se divide en tres grupos: UVA, UVB y UVC. Los rayos UVB y UVC son los más perjudiciales para los plásticos y la piel.
La energía UV procede del sol la mayor parte del tiempo, pero las camas de bronceado, las herramientas de soldadura y algunos tipos de luces también pueden emitir luz UV. La luz UV es más intensa a determinadas horas del día, en determinadas estaciones y en determinados lugares.
¿Cómo afectan los rayos UV a los plásticos?
La luz ultravioleta destruye los plásticos al romper las cadenas poliméricas, lo que da lugar a la fotodegradación. Esto provoca cambios evidentes, como el caleo (una superficie pulverulenta), el agrietamiento y la fragilización, en la que el material pierde elasticidad y es propenso a la fractura.
El deterioro por UV no sólo afecta al aspecto de los plásticos, sino también a sus cualidades mecánicas. Con el tiempo, pierden resistencia a la tracción, resistencia al impacto y flexibilidad, lo que los hace inadecuados para el uso previsto y provoca su deterioro prematuro.
Varias variables determinan el nivel de deterioro por UV, como el periodo de exposición, la intensidad de la radiación UV y la longitud de onda. Los tiempos de exposición más largos y la mayor intensidad de la radiación provocan un deterioro más grave. La radiación UVB y otras longitudes de onda UV más cortas son extremadamente dañinas.
¿Qué son los plásticos resistentes a los rayos UV?
Los polímeros resistentes a los rayos UV están diseñados para sobrevivir a la exposición continua a los rayos UV sin degradarse. Las fórmulas y aditivos especiales protegen las cadenas poliméricas de los rayos UV, lo que hace que algunos polímeros sean resistentes a los rayos UV.
La luz UV rompe las conexiones químicas del plástico, produciendo dificultades estéticas y estructurales. Los materiales resistentes a los rayos UV son necesarios para los artículos de exterior y expuestos a los rayos UV.
La luz UV produce amarilleamiento o caleo de la superficie, debilidad por tracción y fragilidad en los polímeros. Estos defectos dañan la durabilidad y el rendimiento del material. Los polímeros resistentes a los rayos UV reducen estos peligros y prolongan la vida útil del producto.
¿Por qué elegir plásticos resistentes a los rayos UV?
Prevención de la decoloración y la degradación
Una de las principales razones para elegir plásticos resistentes a los rayos UV es que no se decoloran ni se estropean. Los plásticos que se utilizan habitualmente pueden desteñirse, amarillear y entizarse cuando se exponen a la luz solar, lo que puede dar mal aspecto al producto y reducir su valor. Los plásticos resistentes a los rayos UV mantienen el mismo color y acabado durante más tiempo.
Alargamiento de la vida útil de los productos de plástico
Además de dar mal aspecto, los rayos UV pueden acortar mucho la vida de los artículos de plástico. Los materiales resistentes a los rayos UV están hechos para durar más y ser más fiables, porque pueden soportar la exposición a la intemperie durante periodos más largos sin estropearse. Esta disminución del número de sustituciones puede ahorrar mucho dinero con el tiempo.
Mantener la integridad estructural y el rendimiento
La capacidad de los plásticos para resistir las tensiones naturales, como los rayos UV, está directamente relacionada con la resistencia de sus estructuras. Los fabricantes pueden asegurarse de que sus productos mantengan sus cualidades mecánicas necesarias a lo largo del tiempo utilizando plásticos resistentes a los rayos UV.
Tipos de plásticos resistentes a los rayos UV
Plásticos de uso general resistentes a los rayos UV
Polietileno de alta densidad (PEAD): Propiedades y aplicaciones
El HDPE es un plástico flexible muy popular porque es fuerte en comparación con su peso y no reacciona con los productos químicos. Aunque en general no es resistente a los rayos UV, se le pueden añadir protectores UV para que dure más en exteriores. Suele utilizarse para tuberías, muebles de exterior y barriles.
Acrilonitrilo estireno acrilato (ASA): Propiedades y aplicaciones
El ASA es un termoplástico que resiste mejor la intemperie y los rayos UV que el ABS. Como es muy resistente a la presión y no cambia de forma con facilidad, puede utilizarse para el exterior de automóviles, piezas de construcción y carcasas eléctricas exteriores.
Plásticos de alto rendimiento resistentes a los rayos UV
Acrílico (PMMA): Propiedades y aplicaciones
El acrílico, también llamado PMMA, es conocido por ser muy transparente y estable a la luz ultravioleta. Suele utilizarse en lugares que requieren una visión clara y una gran resistencia al amarilleamiento, como gafas, vitrinas y lámparas de coches. Otros plásticos de uso general no son tan resistentes a la luz UV como el PMMA.
Policarbonato (PC): Propiedades y aplicaciones
El policarbonato es un termoplástico resistente y transparente que ofrece una gran resistencia a los impactos y una buena estabilidad frente a los rayos UV. Se utiliza en gafas de protección, lentes de faros de automóviles y señalización exterior, donde se requiere tanto durabilidad como transparencia.
Polieterimida (PEI): Propiedades y aplicaciones
El PEI es un polímero de alto rendimiento conocido por su gran solidez, resistencia al calor y buena estabilidad a los rayos UV. Se utiliza en aplicaciones exigentes como componentes aeroespaciales, dispositivos médicos y conectores eléctricos.
Sulfuro de polifenileno (PPS): Propiedades y aplicaciones
El PPS es un plástico de ingeniería único que se comporta bien a altas temperaturas y tiene una extraordinaria resistencia química. Se utiliza en componentes industriales y de automoción y, aunque no es intrínsecamente resistente a los rayos UV, puede hacerse más estable añadiéndole productos químicos.
Poliamida-imida (PAI): Propiedades y aplicaciones
Aunque la PAI puede ser más costosa que otros plásticos, su notable solidez, resistencia al calor y estabilidad dimensional la convierten en un polímero de alto rendimiento que encuentra aplicación en duras condiciones UV en componentes de automoción y aeroespaciales por su capacidad para funcionar a altas temperaturas.
Fluoruro de polivinilo (PVDF): Propiedades y aplicaciones
El PVDF se distingue por su extraordinaria inercia química, su durabilidad en condiciones hostiles y su gran resistencia a los rayos UV. Se utiliza como película y revestimiento en paneles solares, membranas arquitectónicas y equipos de procesamiento químico.
Propiedades clave a tener en cuenta al seleccionar plásticos resistentes a los rayos UV
Normas de calificación y ensayo de resistencia a los rayos UVs
Entender las escalas de clasificación UV y las normas ISO
La resistencia a los rayos UV suele medirse mediante procedimientos de ensayo normalizados, como los establecidos por la ISO. Estas normas permiten a los productores evaluar y comparar la capacidad de los polímeros para sobrevivir a la radiación UV, lo que les permite elegir el mejor material para sus usos particulares. Comprender estas escalas hace que la selección del material sea más precisa.
Propiedades mecánicas
Fuerza de tracción y resistencia al impacto
A la hora de elegir un plástico resistente a los rayos UV, deben tenerse en cuenta características mecánicas como la resistencia a la tracción -la capacidad de soportar fuerzas de tracción- y la resistencia al impacto -la capacidad de soportar fuerzas bruscas-. Seleccionar un material que sea naturalmente robusto y duradero es esencial para un uso a largo plazo, ya que la exposición a los rayos UV puede deteriorar estas cualidades.
Duración en pausa
Una característica mecánica crucial es el alargamiento a la rotura, o la cantidad de tensión que puede soportar un material antes de romperse. Para los artículos expuestos a diversas condiciones externas, es fundamental que los plásticos con un elevado alargamiento de rotura tras la exposición a los rayos UV sean más resistentes y menos propensos a romperse.
Resistencia química
Resistencia a la humedad, los ácidos y otros productos químicos
La resistencia química de un plástico determina su capacidad para tolerar diversas sustancias químicas, lo cual es fundamental. A la hora de seleccionar materiales, sobre todo para aplicaciones industriales o al aire libre, es fundamental saber hasta qué punto resisten la humedad, los ácidos y otras sustancias químicas de su entorno. Esto protege al plástico de posibles daños.
Propiedades térmicas
Temperatura de desviación del calor
La temperatura de deflexión térmica (HDT) es la temperatura a la que un material empieza a flexionarse bajo tensión. En las aplicaciones en las que el plástico está expuesto tanto al calor como a la radiación UV, la elección de materiales con una HDT aceptable es fundamental para garantizar la integridad mecánica y la estabilidad dimensional en un amplio rango de temperaturas.
Coste y disponibilidad
Factores que afectan al coste de los materiales
El coste de los polímeros resistentes a los rayos UV viene determinado por diversas variables, como el tipo de polímero, la complejidad de la producción y las adiciones necesarias para aumentar la resistencia a los rayos UV. Los polímeros de alto rendimiento con protección UV cuestan a veces más que los de uso general.
Consideraciones sobre la cadena de suministro
Los factores relacionados con la cadena de suministro, como la disponibilidad de materias primas y la capacidad de fabricación, pueden afectar al coste y al plazo de entrega de los polímeros resistentes a los rayos UV. Adquirir bienes de fuentes fiables y planificar con antelación estrategias para reducir los retrasos es esencial para mantener la regularidad de la producción y las entregas.
Aplicaciones de los plásticos resistentes a los rayos UV
Aplicaciones en exteriores
Componentes de automoción (molduras exteriores, paneles de carrocería)
Los polímeros resistentes a los rayos UV se utilizan ampliamente en piezas de automóviles como molduras exteriores, paneles de carrocería y parachoques. Estos componentes deben resistir una exposición prolongada a la luz solar sin decolorarse, partirse o perder integridad estructural, razón por la que se utilizan polímeros especialmente diseñados.
Materiales de construcción (revestimientos, tejados, ventanas)
Los polímeros resistentes a los rayos UV se utilizan en el sector de la construcción para componentes de ventanas, tejados y revestimientos. Estos materiales ayudan a conservar el atractivo estético de los edificios y reducen la frecuencia de las reparaciones o sustituciones al ofrecer una protección duradera frente a los rayos nocivos del sol.
Productos agrícolas (láminas para invernaderos, tuberías de riego)
Los polímeros resistentes a los rayos UV se utilizan mucho en la agricultura para cubiertas protectoras, tuberías de riego y películas para invernaderos. Como estos polímeros están hechos para soportar una exposición prolongada a la luz solar intensa, los agricultores pueden aumentar el rendimiento de sus cosechas y gestionar eficientemente sus recursos, como el agua de riego.
Muebles de exterior
Aunque estén expuestos a la luz directa del sol, los muebles de exterior fabricados con polímeros resistentes a los rayos UV sobrevivirán más tiempo y conservarán su color gracias a su mayor durabilidad y conservación del color. Por ello, es una opción sensata para conjuntos de patio, sillas de jardín y otros muebles de exterior.
Aplicaciones Industriales
Cajas y componentes eléctricos
Los polímeros resistentes a los rayos UV son esenciales para los armarios y componentes eléctricos utilizados en el exterior. Estas cajas protegen los componentes electrónicos sensibles de elementos externos como la radiación UV, la lluvia y el polvo, garantizando la fiabilidad y el rendimiento de los equipos eléctricos.
Equipos marinos
En condiciones marítimas, los equipos están sometidos a una elevada radiación UV, agua salada y productos químicos corrosivos. Los polímeros resistentes a los rayos UV se utilizan en componentes de embarcaciones, boyas y otros equipos marinos para darles resistencia y durabilidad al tiempo que evitan el deterioro por UV y la corrosión.
Componentes de paneles solares
Los polímeros resistentes a los rayos UV son fundamentales en la fabricación de componentes de paneles solares porque protegen las células fotovoltaicas del deterioro causado por los rayos UV, lo que les permite conservar su eficiencia de conversión de energía a lo largo del tiempo y alargar su vida operativa.
Aplicaciones en la fabricación a medida
Uso en impresión 3D
Los materiales resistentes a los rayos UV, como resinas y filamentos especialmente preparados, ya están disponibles para la impresión 3D, lo que permite a los fabricantes crear componentes exclusivos para exteriores. Estos materiales permiten crear piezas no solo resistentes al sol, sino también a medida, y a menudo se utilizan para crear rápidamente prototipos de componentes novedosos.
Uso en moldeo por inyección
El moldeo por inyección emplea una variedad de polímeros resistentes a los rayos UV para crear piezas complejas destinadas a sectores que requieren altos niveles de precisión y durabilidad, como la automoción y la industria aeroespacial, donde la protección contra los rayos UV es fundamental para los componentes externos expuestos a la luz solar.
Utilización en el mecanizado CNC
Las láminas y varillas de plástico resistentes a los rayos UV también se utilizan en el mecanizado CNC para crear productos a medida. Esto permite fabricar componentes con tolerancias estrictas y formas complicadas que necesitan durabilidad y resistencia a los rayos UV para su uso en determinadas aplicaciones.
Mejorar la resistencia de los plásticos a los rayos UV
Estabilizadores y aditivos UV
Diferentes tipos de estabilizadores UV
Los absorbentes de UV, los estabilizadores de luz de amina impedida (HALS) y los antioxidantes son algunos de los estabilizadores de UV que pueden aplicarse a los polímeros para aumentar su resistencia a la radiación UV. Cada tipo de estabilizador funciona de forma diferente y puede utilizarse solo o en combinación para proporcionar la máxima protección UV.
Cómo mejoran los aditivos la resistencia a los rayos UV？
Los aditivos mejoran la resistencia a los rayos UV absorbiendo la radiación UV dañina (absorbentes de UV) o eliminando los radicales libres producidos cuando la luz UV degrada los polímeros plásticos (HALS y antioxidantes). Estas sustancias químicas contribuyen a la integridad estructural y evitan el deterioro del plástico.
Tratamientos y revestimientos de superficies
Recubrimientos protectores para una mayor protección contra los rayos UV
Los revestimientos y otros tratamientos superficiales pueden proporcionar una capa adicional de protección contra los rayos UV. La longevidad de los artículos de plástico utilizados en aplicaciones al aire libre puede aumentar mediante la aplicación de estos revestimientos, que pueden incluir absorbentes y bloqueadores de UV que reflejan o absorben la luz UV.
Consideraciones sobre selección de materiales y diseño
Mejores prácticas para el diseño de piezas resistentes a los rayos UV
Elegir los materiales adecuados es crucial a la hora de crear componentes resistentes a los rayos UV. Los diseñadores deben tener en cuenta el entorno operativo, la vida útil prevista del producto y los requisitos específicos de resistencia a los rayos UV de la aplicación. Los daños causados por los rayos UV en los componentes de plástico pueden reducirse significativamente con una ventilación adecuada, ángulos de luz y baja exposición.
Beneficios del uso de plásticos resistentes a los rayos UV
Costes de mantenimiento y sustitución reducidos
Cuando se utilizan polímeros resistentes a los rayos UV, los artículos duran más y necesitan menos mantenimiento y sustituciones periódicas. Al reducir la mano de obra, los materiales y el tiempo de inactividad relacionados con el mantenimiento de los productos, en última instancia se ahorran costes.
Propiedades coherentes de los materiales
Los polímeros resistentes a los rayos UV detienen la decoloración, el amarilleamiento y el deterioro estructural, preservando el aspecto y la funcionalidad de un producto. A lo largo de su vida útil, los artículos seguirán teniendo el aspecto y el rendimiento previstos, siempre que las cualidades del material se mantengan de forma constante.
Mayor fiabilidad del producto
Los fabricantes garantizan el funcionamiento estable de sus productos a lo largo del tiempo utilizando polímeros resistentes a los rayos UV. Estos polímeros reducen la posibilidad de que se produzcan fallos en el material y proporcionan una fiabilidad continua incluso en situaciones difíciles al aire libre, ya que protegen los artículos de los efectos dañinos de la radiación UV.
Conclusión
Los productos expuestos a la luz solar o a la radiación UV necesitan polímeros resistentes a los rayos UV. Estos materiales resisten el deterioro, la decoloración y la debilidad estructural, preservando el rendimiento y el aspecto del producto.
La vida útil y la fiabilidad del producto dependen de la elección del material resistente a los rayos UV. Los polímeros resistentes a los rayos UV minimizan los residuos y producen productos más sostenibles en varios sectores, como la automoción, la agricultura y la construcción.
Elegir el material adecuado para su aplicación puede ser difícil, pero los polímeros resistentes a los rayos UV pueden tener enormes ventajas para algunos productos. Tenga en cuenta los criterios de esta guía para elegir la mejor opción y obtener un producto más duradero.
Preguntas frecuentes
¿Cómo comprobar la resistencia a los rayos UV?
Las muestras de plástico se exponen a luz UV controlada y se mide su aspecto, resistencia mecánica y otras cualidades para determinar la resistencia a los rayos UV. Las pruebas ISO 4892 y ASTM G154 comparan los polímeros y determinan la resistencia al deterioro por UV.
¿Cuál es la vida útil del plástico resistente a los rayos UV?
La vida útil del plástico resistente a los rayos UV depende del tipo, la intensidad de los rayos UV y las condiciones ambientales. La selección adecuada del material y los estabilizadores UV pueden prolongar la vida útil de los productos plásticos durante décadas.
¿Son ecológicos los plásticos resistentes a los rayos UV?
La reducción de la sustitución y los residuos hace que los polímeros resistentes a los rayos UV sean más ecológicos. Para que los artículos de exterior sean más sostenibles, se están creando varias alternativas ecológicas que promueven la responsabilidad medioambiental de los plásticos.
