O que é a radiação UV?
A radiação UV é um tipo de energia electromagnética que não podemos ver. A sua gama de frequências situa-se entre a luz visível e os raios X. Com base na frequência, divide-se em três grupos: UVA, UVB e UVC. Os raios UVB e UVC são os mais nocivos para os plásticos e para a pele.
A energia UV provém maioritariamente do sol, mas as camas de bronzeamento, as ferramentas de soldadura e alguns tipos de luzes também podem emitir luz UV. A luz UV é mais forte em determinadas alturas do dia, em determinadas estações do ano e em determinados locais.
Como é que os raios UV afectam os plásticos?
A luz UV destrói os plásticos ao quebrar as cadeias de polímeros, resultando em fotodegradação. Isto provoca alterações óbvias, tais como a formação de giz (uma superfície pulverulenta), fissuras e fragilização, em que o material perde elasticidade e é propenso a fracturas.
A deterioração dos raios UV afecta não só o aspeto dos plásticos, mas também as suas qualidades mecânicas. Com o tempo, perdem a resistência à tração, a resistência ao impacto e a flexibilidade, tornando-os impróprios para o fim a que se destinam e resultando numa falha prematura.
Diversas variáveis determinam o nível de deterioração dos raios UV, incluindo o período de exposição, a intensidade da radiação UV e o comprimento de onda. Tempos de exposição mais longos e maior intensidade de radiação resultam numa deterioração mais grave. A radiação UVB e outros comprimentos de onda UV mais curtos são extremamente prejudiciais.
O que são plásticos resistentes aos raios UV?
Os polímeros resistentes aos raios UV são concebidos para sobreviver à exposição contínua aos raios UV sem se degradarem. As fórmulas especiais e os aditivos protegem as cadeias poliméricas dos raios UV, tornando alguns polímeros resistentes aos raios UV.
A luz UV quebra as ligações químicas do plástico, produzindo dificuldades estéticas e estruturais. Os materiais resistentes aos raios UV são necessários para artigos de exterior e expostos aos raios UV.
A luz UV produz amarelecimento ou escamação da superfície, fragilidade à tração e fragilização dos polímeros. Estas falhas prejudicam a durabilidade e o desempenho do material. Os polímeros resistentes aos raios UV reduzem estes perigos e prolongam a vida útil do produto.
Por que escolher plásticos resistentes a UV?
Prevenir a descoloração e a degradação
Uma das principais razões para escolher plásticos resistentes aos raios UV é o facto de não se desvanecerem nem se estragarem. Os plásticos habitualmente utilizados podem desbotar, amarelar e ficar com giz quando são expostos à luz solar, o que pode dar mau aspeto ao produto e diminuir o seu valor. Os plásticos que são resistentes à luz UV mantêm a mesma cor e acabamento durante mais tempo.
Estendendo a vida útil dos produtos de plástico
Para além de darem mau aspeto, os raios UV podem encurtar muito a vida útil dos artigos de plástico. Os materiais resistentes aos raios UV são fabricados para durarem mais tempo e serem mais fiáveis, uma vez que podem suportar a exposição às intempéries durante períodos de tempo mais longos sem se estragarem. Esta diminuição do número de substituições pode poupar muito dinheiro ao longo do tempo.
Manutenção da integridade estrutural e do desempenho
A capacidade dos plásticos para resistir a tensões naturais, como os raios UV, está diretamente relacionada com a capacidade de resistência das suas estruturas. Os fabricantes podem certificar-se de que os seus produtos mantêm as qualidades mecânicas necessárias ao longo do tempo, utilizando plásticos resistentes à luz UV.
Tipos de plásticos resistentes aos raios UV
Plásticos resistentes aos raios UV para uso geral
Polietileno de Alta Densidade (PEAD): Propriedades e aplicações
O PEAD é um plástico flexível muito popular porque é forte em comparação com o seu peso e não reage com produtos químicos. Apesar de não ser geralmente resistente à luz UV, podem ser adicionados protectores UV para o fazer durar mais tempo em ambientes exteriores. É frequentemente utilizado para tubos, mobiliário de exterior e barris.
Acrilonitrilo Acrilato de Estireno (ASA): Propriedades e aplicações
O ASA é um termoplástico que resiste melhor às condições climatéricas e à luz UV do que o ABS. Uma vez que é altamente resistente à pressão e não muda de forma facilmente, pode ser utilizado para o exterior de automóveis, peças de construção e caixas eléctricas exteriores.
Plásticos de elevado desempenho resistentes aos raios UV
Acrílico (PMMA): Propriedades e aplicações
O acrílico, também chamado PMMA, é conhecido por ser muito claro e estável à luz UV. É frequentemente utilizado em locais que necessitam de uma visão clara e de uma forte resistência ao amarelecimento, como óculos, vitrinas e candeeiros de automóveis. Outros plásticos de uso geral não são tão resistentes à luz UV como o PMMA.
Policarbonato (PC): Propriedades e aplicações
O policarbonato é um termoplástico resistente e transparente que oferece uma elevada resistência ao impacto e uma boa estabilidade aos raios UV. É utilizado em óculos de proteção, lentes de faróis de automóveis e sinalização exterior, onde são necessárias durabilidade e transparência.
Polieterimida (PEI): Propriedades e aplicações
O PEI é um polímero de alto desempenho conhecido pela sua elevada resistência, resistência ao calor e boa estabilidade aos raios UV. É utilizado em aplicações exigentes, como componentes aeroespaciais, dispositivos médicos e conectores eléctricos.
Sulfureto de polifenileno (PPS): Propriedades e aplicações
O PPS é um plástico de engenharia único que tem um bom desempenho a altas temperaturas e uma excelente resistência química. É utilizado em componentes industriais e automóveis e, embora não seja intrinsecamente resistente aos raios UV, pode ser tornado mais estável através da adição de produtos químicos.
Poliamida-imida (PAI): Propriedades e aplicações
Embora o PAI possa ser mais dispendioso do que outros plásticos, a sua notável força, resistência ao calor e estabilidade dimensional fazem dele um polímero de alto desempenho que encontra aplicação em condições difíceis de UV em componentes automóveis e aeroespaciais devido à sua capacidade de funcionar a altas temperaturas.
Fluoreto de polivinilo (PVDF): Propriedades e aplicações
O PVDF distingue-se pela sua excelente inércia química, durabilidade a condições hostis e grande resistência aos raios UV. É utilizado como película e revestimento em painéis solares, membranas arquitectónicas e equipamento de processamento químico.
Principais propriedades a considerar na seleção de plásticos resistentes aos raios UV
Norma de classificação e ensaio de resistência aos raios UVs
Compreender as escalas de classificação UV e as normas ISO
A resistência aos UV é frequentemente medida utilizando procedimentos de teste normalizados, como os estabelecidos pela ISO. Estas normas permitem aos produtores avaliar e comparar a capacidade dos polímeros para sobreviverem à radiação UV, permitindo-lhes escolher o melhor material para as suas utilizações específicas. A compreensão destas escalas torna a seleção do material mais precisa.
Propriedades mecânicas
Resistência à tração e resistência ao impacto
Caraterísticas mecânicas como a resistência à tração – a capacidade de suportar forças de tração – e a resistência ao impacto – a capacidade de suportar forças bruscas – devem ser tidas em conta na escolha do plástico resistente aos raios UV. A seleção de um material que seja naturalmente robusto e duradouro é essencial para uma utilização a longo prazo, uma vez que a exposição aos raios UV pode deteriorar estas qualidades.
Alongamento no intervalo
Uma caraterística mecânica crucial é o alongamento na rutura, ou a quantidade de tensão que um material pode suportar antes de se partir. É crucial para os artigos expostos a uma série de condições externas que os plásticos que têm um elevado alongamento na rutura após a exposição aos raios UV sejam mais resistentes e menos susceptíveis de se estilhaçarem.
Resistência química
Resistência à humidade, aos ácidos e a outros produtos químicos
A resistência química de um plástico determina a sua capacidade de tolerar vários produtos químicos, o que é fundamental. Ao selecionar materiais, particularmente para aplicações industriais ou no exterior, é fundamental compreender até que ponto resistem à humidade, aos ácidos e a outros produtos químicos no seu ambiente. Isto protege o plástico de danos.
Propriedades térmicas
Temperatura de deflexão do calor
A temperatura de deflexão térmica (HDT) é a temperatura à qual um material começa a fletir sob tensão. Para aplicações em que o plástico é exposto tanto ao calor como à radiação UV, a escolha de materiais com uma HDT aceitável é fundamental para garantir a integridade mecânica e a estabilidade dimensional numa vasta gama de temperaturas.
Custo e disponibilidade
Factores que afectam o custo do material
O custo dos polímeros resistentes aos UV é determinado por diversas variáveis, incluindo o tipo de polímero, a complexidade da produção e quaisquer adições necessárias para aumentar a resistência aos UV. Os polímeros de elevado desempenho com proteção UV custam por vezes mais do que as opções de uso geral.
Considerações sobre a cadeia de abastecimento
Os factores relacionados com a cadeia de abastecimento, como a disponibilidade de matérias-primas e a capacidade de fabrico, podem afetar o custo e o prazo de entrega dos polímeros resistentes aos raios UV. A aquisição de bens de fontes fiáveis e a definição antecipada de estratégias para reduzir os atrasos são essenciais para manter uma produção e entrega regulares.
Aplicações dos plásticos resistentes aos raios UV
Aplicações no exterior
Componentes para automóveis (guarnições exteriores, painéis de carroçaria)
Os polímeros resistentes aos raios UV são amplamente utilizados em peças de automóveis, como acabamentos exteriores, painéis da carroçaria e para-choques. Estes componentes têm de resistir a uma exposição prolongada à luz solar sem desvanecer, fender ou perder a integridade estrutural, razão pela qual são utilizados polímeros especialmente concebidos para o efeito.
Materiais de construção (revestimentos, coberturas, janelas)
Os polímeros resistentes aos UV são utilizados no sector da construção para componentes de janelas, telhados e revestimentos. Estes materiais ajudam a preservar o aspeto estético dos edifícios, ao mesmo tempo que reduzem a frequência das reparações ou substituições, oferecendo uma proteção duradoura contra os raios solares nocivos.
Produtos agrícolas (películas para estufas, tubos de irrigação)
Os polímeros resistentes aos raios UV são amplamente utilizados na agricultura para coberturas de proteção, tubos de irrigação e películas para estufas. Uma vez que estes polímeros são fabricados para suportar uma exposição prolongada à luz solar intensa, os agricultores podem aumentar o rendimento das culturas e gerir eficazmente os seus recursos, como a água de irrigação.
Móveis de exterior
Mesmo quando exposto à luz direta do sol, o mobiliário de exterior composto por polímeros resistentes aos raios UV sobreviverá mais tempo e manterá a sua cor graças à sua maior durabilidade e preservação da cor. Por este motivo, é uma opção sensata para conjuntos de pátio, cadeiras de jardim e outro mobiliário de exterior.
Aplicações industriais
Encapsulamentos e componentes eléctricos
Os polímeros resistentes aos raios UV são essenciais para os invólucros e componentes eléctricos utilizados no exterior. Estes invólucros protegem os componentes electrónicos sensíveis de elementos externos como a radiação UV, a chuva e o pó, assegurando a fiabilidade e o desempenho do equipamento elétrico.
Equipamento marítimo
Em condições marítimas, o equipamento está sujeito a uma elevada radiação UV, água salgada e produtos químicos corrosivos. Os polímeros resistentes aos raios UV são utilizados em componentes de embarcações, bóias e outros equipamentos marítimos para conferir resistência e durabilidade, evitando a deterioração provocada pelos raios UV e a corrosão.
Componentes de painéis solares
Os polímeros resistentes aos raios UV são fundamentais no fabrico de componentes de painéis solares porque protegem as células fotovoltaicas da deterioração dos raios UV, permitindo-lhes manter a sua eficiência de conversão de energia ao longo do tempo e prolongando a sua vida operacional.
Aplicações no fabrico por medida
Utilização na impressão 3D
Os materiais resistentes aos raios UV, incluindo resinas e filamentos especialmente preparados, estão agora disponíveis para impressão 3D, permitindo aos fabricantes criar componentes exclusivos para o exterior. Estes materiais permitem a criação de peças que não são apenas resistentes ao sol, mas também personalizadas, e são frequentemente utilizados para criar rapidamente protótipos de novos componentes.
Utilização em moldagem por injeção
A moldagem por injeção utiliza uma variedade de polímeros resistentes aos raios UV para criar peças complexas para sectores que exigem elevados níveis de precisão e durabilidade, como o sector automóvel e aeroespacial, onde a proteção UV é fundamental para os componentes externos expostos à luz solar.
Utilização em maquinagem CNC
As folhas e os varões de plástico resistente aos raios UV são também utilizados na maquinagem CNC para criar produtos personalizados. Isto permite a produção de componentes com tolerâncias rigorosas e formas complicadas que necessitam de durabilidade e resistência aos raios UV para utilização em determinadas aplicações.
Melhoria da resistência aos raios UV nos plásticos
Estabilizadores e aditivos UV
Diferentes tipos de estabilizadores UV
Os absorventes de UV, os estabilizadores de luz de aminas impedidas (HALS) e os antioxidantes são alguns dos estabilizadores de UV que podem ser aplicados aos polímeros para aumentar a sua resistência à radiação UV. Cada tipo de estabilizador funciona de forma diferente e pode ser utilizado isoladamente ou em combinação para proporcionar a máxima proteção UV.
Como os aditivos aumentam a resistência aos raios UV？
Os aditivos melhoram a resistência aos UV absorvendo a radiação UV prejudicial (absorventes de UV) ou eliminando os radicais livres produzidos quando a luz UV degrada os polímeros de plástico (HALS e antioxidantes). Estes produtos químicos contribuem para a integridade estrutural e evitam a deterioração do plástico.
Tratamentos de superfície e revestimentos
Revestimentos protectores para maior proteção UV
Os revestimentos e outros tratamentos de superfície podem proporcionar uma camada adicional de proteção UV. A longevidade dos artigos de plástico utilizados em aplicações exteriores pode ser aumentada através da aplicação destes revestimentos, que podem incluir absorventes e bloqueadores de UV que reflectem ou absorvem a luz UV.
Seleção de materiais e considerações de conceção
Melhores práticas para a conceção de peças resistentes aos raios UV
A escolha dos materiais corretos é crucial na criação de componentes resistentes aos raios UV. O ambiente de funcionamento, a vida útil prevista do produto e os requisitos específicos de resistência aos raios UV da aplicação devem ser tidos em conta pelos projectistas. Os danos provocados pelos raios UV nos componentes de plástico podem ser significativamente reduzidos com ventilação adequada, ângulos de luz e baixa exposição.
Benefícios da utilização de plásticos resistentes aos raios UV
Redução dos custos de manutenção e substituição
Quando são utilizados polímeros resistentes aos UV, os artigos duram mais tempo e necessitam de menos manutenção e substituições regulares. Ao reduzir a mão de obra, os materiais e o tempo de inatividade relacionados com a manutenção dos produtos, isto acaba por resultar em poupanças de custos.
Propriedades consistentes do material
Os polímeros resistentes aos raios UV impedem o desvanecimento, o amarelecimento e a deterioração estrutural, preservando o aspeto e a funcionalidade de um produto. Ao longo da sua vida, os artigos continuarão a ter bom aspeto e a funcionar como previsto, desde que as qualidades do material sejam mantidas de forma consistente.
Fiabilidade melhorada do produto
Os fabricantes garantem o funcionamento estável dos seus produtos ao longo do tempo, utilizando polímeros resistentes aos raios UV. Estes polímeros reduzem a possibilidade de falha do material e proporcionam uma fiabilidade contínua, mesmo em situações exteriores difíceis, protegendo os artigos dos efeitos nocivos da radiação UV.
Conclusão
Os produtos expostos à luz solar ou à radiação UV necessitam de polímeros resistentes aos raios UV. Estes materiais resistem à deterioração, descoloração e fraqueza estrutural, preservando o desempenho e a aparência do produto.
A vida útil e a fiabilidade do produto dependem da escolha do material resistente aos raios UV. Os polímeros resistentes aos raios UV minimizam o desperdício e produzem bens mais sustentáveis em vários sectores, incluindo o automóvel, a agricultura e a construção.
Escolher o material adequado para a sua aplicação pode ser difícil, mas os polímeros resistentes aos raios UV podem ter enormes vantagens para alguns bens. Considere os critérios deste guia para fazer as melhores escolhas para um produto mais duradouro.
FAQs
Como testar a resistência aos raios UV?
As amostras de plástico são expostas a luz UV controlada e medidas quanto ao aspeto, resistência mecânica e outras qualidades para determinar a resistência aos UV. Os testes ISO 4892 e ASTM G154 comparam polímeros e determinam a resistência à deterioração por UV.
Qual é o tempo de vida útil do plástico resistente aos raios UV?
A vida útil do plástico resistente aos raios UV depende do tipo, da intensidade dos raios UV e das condições ambientais. A seleção adequada do material e os estabilizadores UV podem prolongar a vida útil do produto plástico durante décadas.
Os plásticos resistentes aos raios UV são amigos do ambiente?
A redução da substituição e dos resíduos torna os polímeros resistentes aos raios UV mais amigos do ambiente. Para tornar os artigos de exterior mais sustentáveis, estão a ser criadas várias alternativas ecológicas, promovendo a responsabilidade ambiental dos plásticos.
