Kas yra UV spinduliuotė?
UV spinduliuotė yra elektromagnetinės energijos rūšis, kurios nematome. Jos dažnių diapazonas yra tarp regimosios šviesos ir rentgeno spindulių. Pagal dažnį ji skirstoma į tris grupes: UVA, UVB ir UVC. UVB ir UVC labiausiai kenkia plastikams ir odai.
UV energiją dažniausiai skleidžia saulė, tačiau soliariumai, suvirinimo įrankiai ir kai kurių rūšių lempos taip pat gali skleisti UV spindulius. UV spinduliuotė stipresnė tam tikru paros metu, tam tikrais metų laikais ir tam tikrose vietose.
Kaip UV spinduliai veikia plastikus?
Ultravioletiniai spinduliai naikina plastikus skaidydami polimerų grandines ir taip sukeldami fotodegradaciją. Tai sukelia akivaizdžius pokyčius, pavyzdžiui, kreidos (miltelių pavidalo paviršius), įtrūkimus ir trapumą, kai medžiaga praranda elastingumą ir yra linkusi lūžti.
UV spinduliai turi įtakos ne tik plastikų išvaizdai, bet ir jų mechaninėms savybėms. Laikui bėgant jie praranda tempimo stiprį, atsparumą smūgiams ir lankstumą, todėl tampa netinkami naudoti pagal paskirtį ir anksčiau laiko sugenda.
Nuo UV spinduliuotės sugedimo lygio priklauso keletas kintamųjų, įskaitant poveikio laikotarpį, UV spinduliuotės intensyvumą ir bangos ilgį. Ilgesnis poveikio laikas ir intensyvesnis spinduliavimas lemia didesnį gedimą. UVB ir kiti trumpesnio ilgio ultravioletiniai spinduliai yra itin kenksmingi.
Kas yra UV spinduliams atsparus plastikas?
Ultravioletiniams spinduliams atsparūs polimerai sukurti taip, kad išliktų nuolat veikiami ultravioletinių spindulių ir nesuirtų. Specialios formulės ir priedai apsaugo polimerų grandines nuo UV spindulių, todėl kai kurie polimerai yra atsparūs UV spinduliams.
UV spinduliai suardo plastiko chemines jungtis, todėl atsiranda estetinių ir struktūrinių sunkumų. UV spinduliams atsparios medžiagos būtinos lauko ir UV spindulių veikiamiems daiktams.
UV spinduliai sukelia polimerų paviršiaus pageltimą arba kreidėjimą, tempimo silpnumą ir trapumą. Šie defektai kenkia medžiagos patvarumui ir eksploatacinėms savybėms. UV spinduliams atsparūs polimerai sumažina šiuos pavojus ir prailgina gaminio tarnavimo laiką.
Kodėl verta rinktis UV spinduliams atsparius plastikus?
Apsauga nuo spalvos ir degradacijos
Viena iš pagrindinių priežasčių, kodėl verta rinktis UV spinduliams atsparius plastikus, yra ta, kad jie neblunka ir nesuyra. Įprastai naudojami plastikai, veikiami saulės spindulių, gali išblukti, pagelsti ir kreiduoti, todėl gaminys gali prastai atrodyti ir sumažėti jo vertė. UV spinduliams atsparūs plastikai ilgiau išlaiko tą pačią spalvą ir apdailą.
Plastikinių gaminių gyvavimo trukmės prailginimas
Ultravioletiniai spinduliai ne tik gadina daiktų išvaizdą, bet ir gali labai sutrumpinti plastikinių daiktų tarnavimo laiką. UV spinduliams atsparios medžiagos yra pagamintos taip, kad ilgiau tarnautų ir būtų patikimesnės, nes gali ilgiau būti veikiamos oro sąlygų ir nesugesti. Dėl to sumažėjęs pakeitimų skaičius laikui bėgant gali padėti sutaupyti daug pinigų.
Struktūros vientisumo ir eksploatacinių savybių palaikymas
Plastiko atsparumas natūraliam poveikiui, pavyzdžiui, UV spinduliams, yra tiesiogiai susijęs su jo struktūros atsparumu. Gamintojai, naudodami UV spinduliams atsparius plastikus, gali užtikrinti, kad jų gaminiai laikui bėgant išlaikytų reikiamas mechanines savybes.
Ultravioletiniams spinduliams atsparių plastikų tipai
Bendrosios paskirties UV spinduliams atsparūs plastikai
Didelio tankio polietilenas (HDPE): Didelio tankio poliesterio HDPE (HDPE) savybės ir pritaikymas
HDPE yra lankstus plastikas, populiarus dėl to, kad yra tvirtas, palyginti su savo svoriu, ir nereaguoja su cheminėmis medžiagomis. Nors paprastai jis nėra atsparus UV spinduliams, galima pridėti UV apsaugos priemonių, kad jis ilgiau išliktų lauke. Jis dažnai naudojamas vamzdžiams, lauko baldams ir statinėms.
Akrilonitrilo stireno akrilatas (ASA): Stirolas (ASR): savybės ir pritaikymas
ASA yra termoplastikas, kuris geriau nei ABS atlaiko oro sąlygas ir UV spindulius. Kadangi jis labai atsparus slėgiui ir lengvai nekeičia formos, jį galima naudoti automobilių, pastatų dalių ir lauko elektros korpusų išorėje.
Didelio efektyvumo UV spinduliams atsparūs plastikai
Akrilas (PMMA): (PMMA): savybės ir pritaikymas
Akrilas, dar vadinamas PMMA, pasižymi tuo, kad yra labai skaidrus ir stabilus UV šviesoje. Jis dažnai naudojamas ten, kur reikia aiškaus vaizdo ir didelio atsparumo geltonavimui, pavyzdžiui, akiniams, vitrinoms ir automobilių žibintams. Kiti bendrosios paskirties plastikai nėra tokie atsparūs UV spinduliams kaip PMMA.
Polikarbonatas (PC): (PC): savybės ir pritaikymas
Polikarbonatas yra tvirtas, skaidrus termoplastikas, pasižymintis dideliu atsparumu smūgiams ir geru atsparumu UV spinduliams. Jis naudojamas apsauginiams akiniams, automobilių priekinių žibintų lęšiams ir lauko ženklams, kai reikia ir patvarumo, ir skaidrumo.
Politeterimidas (PEI): PEI (PEI): savybės ir taikymas
PEI yra aukštos kokybės polimeras, pasižymintis dideliu stiprumu, atsparumu karščiui ir geru atsparumu UV spinduliams. Jis naudojamas sudėtingose srityse, pavyzdžiui, aviacijos ir kosmoso komponentų, medicinos prietaisų ir elektros jungčių gamyboje.
Polifenileno sulfidas (PPS): PPS (PPS): savybės ir taikymas
PPS yra unikalus inžinerinis plastikas, gerai veikiantis aukštoje temperatūroje ir pasižymintis išskirtiniu atsparumu cheminėms medžiagoms. Jis naudojamas pramoniniams ir automobilių komponentams gaminti ir, nors pats savaime nėra atsparus ultravioletiniams spinduliams, jo stabilumas gali būti padidintas pridedant cheminių medžiagų.
Poliamido-imido (PAI): Pamidų (PAAM) savybės ir taikymas
Nors PAI gali būti brangesnis už kitus plastikus, dėl savo ypatingo stiprumo, atsparumo karščiui ir matmenų stabilumo jis yra aukštos kokybės polimeras, kuris dėl savo gebėjimo veikti aukštoje temperatūroje naudojamas automobilių ir kosmoso komponentų gamyboje, esant sudėtingoms UV sąlygoms.
Polivinilevo fluoridas (PVDF): Pluofilas (PVDF): savybės ir pritaikymas
PVDF pasižymi ypatingu cheminiu inertiškumu, ilgaamžiškumu nepalankiomis sąlygomis ir dideliu atsparumu UV spinduliams. Jis naudojamas kaip plėvelė ir danga saulės baterijose, architektūrinėse membranose ir cheminio apdorojimo įrangoje.
Pagrindinės savybės, į kurias reikia atsižvelgti renkantis UV spinduliams atsparius plastikus
Atsparumo ultravioletiniams spinduliams įvertinimo ir bandymo standartass
Supratimas apie UV spindulių vertinimo skalę ir ISO standartus
Atsparumas ultravioletiniams spinduliams dažnai matuojamas taikant standartizuotas bandymų procedūras, pavyzdžiui, nustatytas ISO. Šie standartai leidžia gamintojams įvertinti ir palyginti polimerų atsparumą UV spinduliuotei, todėl jie gali pasirinkti geriausią medžiagą konkrečiam naudojimui. Supratus šias skales, medžiagos pasirinkimas tampa tikslesnis.
Mechaninės savybės
Tempimo stipris ir atsparumas smūgiams
Renkantis UV spinduliams atsparų plastiką reikėtų atsižvelgti į tokias mechanines savybes kaip atsparumas tempimui – gebėjimas atlaikyti tempimo jėgas – ir atsparumas smūgiams – gebėjimas atlaikyti staigias jėgas. Ilgalaikiam naudojimui labai svarbu pasirinkti natūraliai tvirtą ir ilgaamžę medžiagą, nes UV spindulių poveikis gali pabloginti šias savybes.
Pratęsimas pertraukos metu
Viena iš svarbiausių mechaninių savybių yra pailgėjimas trūkimo metu, t. y. įtempio, kurį medžiaga gali atlaikyti prieš trūkimą, dydis. Labai svarbu, kad įvairiomis išorinėmis sąlygomis veikiamiems gaminiams plastikai, kurių pailgėjimas trūkimo metu po UV spindulių poveikio yra didelis, yra atsparesni ir mažiau tikėtina, kad jie suduš.
Atsparumas cheminėms medžiagoms
Atsparumas drėgmei, rūgštims ir kitoms cheminėms medžiagoms
Plastiko atsparumas cheminėms medžiagoms lemia jo atsparumą įvairioms cheminėms medžiagoms, o tai labai svarbu. Renkantis medžiagas, ypač skirtas naudoti pramonėje ar lauke, labai svarbu suprasti, kaip gerai jos yra atsparios drėgmei, rūgštims ir kitoms aplinkoje esančioms cheminėms medžiagoms. Tai apsaugo plastiką nuo žalos.
Šiluminės savybės
Šilumos atspindžio temperatūra
Šiluminė deformacijos temperatūra (HDT) – tai temperatūra, kuriai esant medžiaga pradeda lankstytis veikiama įtempių. Kai plastikas yra veikiamas ir karščio, ir UV spinduliuotės, norint užtikrinti mechaninį vientisumą ir matmenų stabilumą plačiame temperatūrų diapazone, labai svarbu pasirinkti medžiagas, kurių HDT yra priimtina.
Kainos ir prieinamumas
Veiksniai, turintys įtakos medžiagų sąnaudoms
UV spinduliams atsparių polimerų kainą lemia įvairūs kintamieji, įskaitant polimero rūšį, gamybos sudėtingumą ir visus priedus, reikalingus atsparumui UV spinduliams padidinti. Aukštos kokybės polimerai, turintys apsaugą nuo UV spindulių, kartais kainuoja brangiau nei bendrosios paskirties polimerai.
Tiekimo grandinės aspektai
Su tiekimo grandine susiję veiksniai, pavyzdžiui, žaliavų prieinamumas ir gamybos pajėgumai, gali turėti įtakos UV spinduliams atsparių polimerų kainai ir gamybos trukmei. Norint išlaikyti reguliarią gamybą ir pristatymą, labai svarbu prekes įsigyti iš patikimų šaltinių ir iš anksto numatyti strategiją, kaip sumažinti vėlavimus.
Ultravioletiniams spinduliams atsparių plastikų taikymo sritys
Panaudojimas lauke
Automobilių komponentai (išorinės apdailos detalės, kėbulo plokštės)
UV spinduliams atsparūs polimerai plačiai naudojami tokioms automobilių dalims kaip išorinė apdaila, kėbulo plokštės ir buferiai. Šie komponentai turi būti atsparūs ilgalaikiam saulės spindulių poveikiui, neišblukdami, neskilinėdami ir neprarasdami struktūrinio vientisumo, todėl naudojami specialiai sukurti polimerai.
Statybinės medžiagos (dailylentės, stogai, langai)
UV spinduliams atsparūs polimerai naudojami statybų sektoriuje langų, stogų ir dailylenčių komponentams gaminti. Šios medžiagos padeda išsaugoti pastatų estetinį vaizdą ir kartu sumažina remonto ar keitimo dažnumą, nes užtikrina ilgalaikę apsaugą nuo kenksmingų saulės spindulių.
Žemės ūkio produktai (šiltnamių plėvelės, drėkinimo vamzdžiai)
UV spinduliams atsparūs polimerai plačiai naudojami žemės ūkyje apsauginėms dangoms, drėkinimo vamzdžiams ir šiltnamių plėvelėms. Kadangi šie polimerai yra pagaminti taip, kad atlaikytų ilgalaikį intensyvių saulės spindulių poveikį, ūkininkai gali padidinti derlių ir efektyviai valdyti savo išteklius, pavyzdžiui, drėkinimo vandenį.
Uždaro lauko baldai
Net ir veikiami tiesioginių saulės spindulių, lauko baldai, pagaminti iš UV spinduliams atsparių polimerų, ilgiau išsilaikys ir išlaikys savo spalvą dėl didesnio patvarumo ir spalvos išsaugojimo. Dėl šios priežasties tai protingas pasirinkimas terasos komplektams, sodo kėdėms ir kitiems lauko baldams.
Pramoninės programos
Elektros korpusai ir komponentai
Ultravioletiniams spinduliams atsparūs polimerai yra labai svarbūs lauke naudojamiems elektros korpusams ir komponentams. Šie korpusai apsaugo jautrią elektroniką nuo išorinių veiksnių, tokių kaip UV spinduliai, lietus ir dulkės, užtikrindami elektros įrangos patikimumą ir veikimą.
Jūrų įranga
Jūros sąlygomis įrangą veikia stiprus UV spinduliavimas, sūrus vanduo ir koroziją sukeliančios cheminės medžiagos. UV spinduliams atsparūs polimerai naudojami laivų komponentams, plūdurams ir kitai jūrinei įrangai, kad suteiktų tvirtumo ir ilgaamžiškumo, kartu apsaugodami nuo UV spindulių poveikio ir korozijos.
Soliarinių plokščių komponentai
Ultravioletiniams spinduliams atsparūs polimerai yra labai svarbūs gaminant saulės kolektorių komponentus, nes jie apsaugo fotovoltinius elementus nuo ultravioletinių spindulių poveikio, todėl jie ilgainiui išlaiko energijos konversijos efektyvumą ir prailgina jų eksploatavimo laiką.
Pritaikymas užsakomojoje gamyboje
Panaudojimas 3D spausdinime
Dabar 3D spausdinimui galima naudoti UV spinduliams atsparias medžiagas, įskaitant specialiai paruoštas dervas ir gijas, todėl gamintojai gali kurti unikalius lauko komponentus. Šios medžiagos leidžia kurti ne tik saulei atsparias, bet ir pagal užsakymą gaminamas detales, kurios dažnai naudojamos siekiant greitai sukurti naujų komponentų prototipus.
Panaudojimas įpurškiamajame liejime
Švirkštinio liejimo metu naudojami įvairūs UV spinduliams atsparūs polimerai, iš kurių gaminamos sudėtingos detalės, skirtos sektoriams, kuriems reikia didelio tikslumo ir patvarumo, pvz., automobilių ir kosmoso pramonei, kur apsauga nuo UV spindulių labai svarbi saulės spindulių veikiamiems išoriniams komponentams.
Panaudojimas CNC apdirbimo procese
UV spinduliams atsparūs plastiko lakštai ir strypai taip pat naudojami CNC apdirbimo procese, kad būtų galima kurti individualius gaminius. Taip galima gaminti komponentus su griežtomis leistinomis nuokrypomis ir sudėtingomis formomis, kuriems reikalingas patvarumas ir atsparumas UV spinduliams, kad juos būtų galima naudoti tam tikrose srityse.
Plastiko atsparumo UV spinduliams didinimas
UV stabilizatoriai ir priedai
Įvairūs UV stabilizatorių tipai
UV spinduliuotės absorbentai, užkardyti amininiai šviesos stabilizatoriai (HALS) ir antioksidantai – tai vieni iš UV spinduliuotės stabilizatorių, kurie gali būti naudojami polimerams, siekiant padidinti jų atsparumą UV spinduliuotei. Kiekvienos rūšies stabilizatorius veikia skirtingai ir gali būti naudojamas atskirai arba kartu, kad būtų užtikrinta maksimali apsauga nuo UV spindulių.
Kaip priedai padidina atsparumą UV spinduliams？
Priedai didina atsparumą UV spinduliams absorbuodami žalingą UV spinduliuotę (UV absorbentai) arba šalindami laisvuosius radikalus, kurie susidaro UV spinduliams ardant plastiko polimerus (HALS ir antioksidantai). Šios cheminės medžiagos prisideda prie plastiko struktūrinio vientisumo ir neleidžia jam suirti.
Paviršiaus apdorojimas ir dangos
Apsauginės dangos, suteikiančios papildomą apsaugą nuo UV spindulių
Dangos ir kiti paviršiaus apdorojimo būdai gali suteikti papildomą apsaugos nuo UV spindulių sluoksnį. Lauke naudojamų plastikinių gaminių ilgaamžiškumas gali būti ilgesnis naudojant šias dangas, į kurių sudėtį gali įeiti UV spindulius atspindintys arba absorbuojantys UV spindulius absorbentai ir blokatoriai.
Medžiagų parinkimo ir projektavimo aspektai
Labiausia UV spinduliams atsparių dalių projektavimo praktika
Kuriant UV spinduliams atsparius komponentus labai svarbu pasirinkti tinkamas medžiagas. Projektuotojai turėtų atsižvelgti į darbo aplinką, numatomą gaminio eksploatavimo trukmę ir konkrečius atsparumo UV spinduliams reikalavimus. UV spindulių daromą žalą plastikiniams komponentams galima gerokai sumažinti tinkamai vėdinant, užtikrinant šviesos kampus ir mažą poveikį.
Ultravioletiniams spinduliams atsparių plastikų naudojimo privalumai
Sumažintos techninės priežiūros ir keitimo išlaidos
Kai naudojami UV spinduliams atsparūs polimerai, daiktai ilgiau tarnauja, juos reikia rečiau reguliariai prižiūrėti ir keisti. Sumažėjus darbo, medžiagų ir prastovų, susijusių su gaminių priežiūra, sąnaudoms, galiausiai sutaupoma lėšų.
Nesuderintos medžiagų savybės
UV spinduliams atsparūs polimerai stabdo blukimą, geltonavimą ir struktūros nykimą, išsaugodami gaminio išvaizdą ir funkcionalumą. Visą naudojimo laiką gaminiai ir toliau atrodys gerai ir veiks taip, kaip numatyta, jei medžiagos savybės bus nuolat palaikomos.
Didesnis gaminio patikimumas
Gamintojai, naudodami UV spinduliams atsparius polimerus, garantuoja, kad jų prekės veiks visą laiką. Šie polimerai sumažina medžiagų gedimo tikimybę ir užtikrina nuolatinį patikimumą net sudėtingomis lauko sąlygomis, nes apsaugo gaminius nuo žalingo UV spinduliuotės poveikio.
Išvada
Saulės spindulių ar UV spinduliuotės veikiamiems gaminiams reikia UV spinduliams atsparių polimerų. Šios medžiagos yra atsparios gedimui, spalvos pasikeitimui ir struktūros silpnumui, todėl išsaugo gaminio savybes ir išvaizdą.
Produkto ilgaamžiškumas ir patikimumas priklauso nuo UV spinduliams atsparios medžiagos pasirinkimo. UV spinduliams atsparūs polimerai sumažina atliekų kiekį ir leidžia gaminti tvaresnes prekes keliuose sektoriuose, įskaitant automobilių, žemės ūkio ir statybos.
Pasirinkti tinkamą medžiagą gali būti sudėtinga, tačiau UV spinduliams atsparūs polimerai kai kurioms prekėms gali turėti didžiulių privalumų. Atsižvelkite į šiame vadove pateiktus kriterijus, kad pasirinktumėte geriausią variantą ir gautumėte ilgiau tarnaujantį gaminį.
FAQs
Kaip patikrinti atsparumą UV spinduliams?
Plastiko bandiniai veikiami kontroliuojamais UV spinduliais ir matuojama jų išvaizda, mechaninis stiprumas ir kitos savybės, siekiant nustatyti atsparumą UV spinduliams. ISO 4892 ir ASTM G154 bandymais lyginami polimerai ir nustatomas atsparumas UV spinduliams.
Kokia yra UV spinduliams atsparaus plastiko naudojimo trukmė?
UV spinduliams atsparaus plastiko tarnavimo laikas priklauso nuo rūšies, UV spindulių intensyvumo ir aplinkos sąlygų. Tinkamai parinkus medžiagą ir UV spindulių stabilizatorius, plastiko gaminio tarnavimo laikas gali pailgėti dešimtmečiais.
Ar UV spinduliams atsparus plastikas yra ekologiškas?
Dėl mažesnio pakeitimo ir atliekų kiekio UV spinduliams atsparūs polimerai yra ekologiškesni. Siekiant, kad lauko daiktai būtų tvaresni, kuriamos kelios ekologiškos alternatyvos, skatinančios plastiko atsakomybę už aplinką.
