Najlonske vezice za kablove su univerzalno sredstvo za pričvršćivanje. Našli su primenu u mnogim oblastima, uključujući i radove na otvorenom. Na otvorenom, kablovske stezaljke su izložene višestrukim prirodnim uticajima: padavinama, vjetrovima, ljetnim vrućinama, zimskim hladnoćama i što je najvažnije sunčevoj svjetlosti.

Sunčeve zrake su štetne za košuljice, uništavaju najlon, čine ga krhkim i smanjuju elastičnost, što dovodi do gubitka osnovnih potrošačkih svojstava proizvoda. U uslovima centralne Rusije, košuljica postavljena na ulici može izgubiti 10% svoje deklarisane snage u prve 2 nedelje. Razlog tome je ultraljubičasto zračenje, nevidljivo oku elektromagnetnih valova prisutnih na dnevnom svjetlu. Za prerano starenje najlonskih vezica odgovorni su dugotalasni UVA i, u manjoj meri, srednjotalasni UVB (zbog atmosfere samo 10% dospeva do površine Zemlje).

Negativni efekti UV zračenja su svuda, čak i u krajevima u kojima je vrlo malo sunčanih dana, jer... 80% zraka prodire kroz oblake. Situacija je otežana u sjevernim regijama sa dugim zimama, jer se povećava propusnost atmosfere za sunčeve zrake, a snijeg odbija zrake, čime se udvostručuje UV izlaganje.

Većina dobavljača nudi korištenje crne kravate kao opciju za rješavanje problema starenja najlonske stezaljke zbog izlaganja sunčevoj svjetlosti. Ovi estrihi koštaju isto kao i njihovi neutralni bijeli kolege, a jedina razlika je u tome što se za dobivanje crne boje u gotovom proizvodu dodaje mala količina ugljenog praha ili čađi u sirovinu kao pigment za bojenje. Ovaj aditiv je toliko beznačajan da nije u stanju zaštititi proizvod od UV uništavanja. Takvi estrihi se obično nazivaju "otpornim na vremenske prilike". Nadati se da će takva košuljica savjesno funkcionirati na otvorenom isto je kao da se pokušavate zagrijati po hladnom vremenu noseći samo donje rublje.

Kada se postavljaju na otvorenom, samo kravate izrađene od UV stabiliziranog poliamida 66 mogu pouzdano izdržati opterećenja u dužem vremenskom periodu. Njihov vijek trajanja, u odnosu na standardne kravate kada su izložene ultraljubičastom zračenju, značajno se razlikuje. Pozitivan efekat se postiže dodavanjem specijalnih UV stabilizatora u sirovine. Scenario djelovanja svjetlosnih stabilizatora može biti različit: oni jednostavno mogu apsorbirati (apsorbirati) svjetlost, oslobađajući apsorbiranu energiju tada u obliku topline; može ući u hemijske reakcije sa produktima primarne razgradnje; može usporiti (inhibirati) neželjene procese.

Polimeri su aktivne kemikalije koje su nedavno stekle veliku popularnost zbog masovne potrošnje plastičnih proizvoda. Obim globalne proizvodnje polimera svake godine raste, a materijali napravljeni od njih zauzimaju nove pozicije u sferi domaćinstva i industrije.

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

Glavna grupa nepovoljnih 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 uticaja spoljašnjih faktora.

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

Faktori koji utječu na uništavanje 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 utjecajem više nepovoljnih faktora.

Jedna od karakteristika klimatskog ispitivanja polimera je potreba za probnim ispitivanjem i proučavanjem uticaja svake od navedenih pojava posebno. Međutim, takvi procijenjeni rezultati ne mogu pouzdano odražavati sliku interakcije vanjskih faktora s polimernim proizvodima. To je zbog činjenice da su u normalnim uvjetima materijali najčešće izloženi kombiniranom dejstvu. Istovremeno, 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.

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

Takvi testovi su potrebni kako bi se izvukli zaključci o potrebi izmjene hemijskog sastava supstanci. 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 izrađene od visokokvalitetne plastike.

Niskokvalitetni materijali sadrže 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;
• smanjuje se stepen transparentnosti proizvoda;
• pojavljuje se krhkost.

Dodatni faktori koji mogu dovesti do smanjenja performansi polimera uključuju povećanu temperaturu i vlažnost. Oni stvaraju uslove pogodne za aktivan razvoj mikroorganizama.

Provedena istraživanja omogućila su pronalaženje najefikasnijeg načina za sprječavanje razmnožavanja bakterija. To je dodavanje posebnih tvari - fungicida - u sastav polimera. Razvoj bakterija je zaustavljen zbog visoke toksičnosti komponente za protozojske mikroorganizme.

Da li je moguće neutralisati uticaj negativnih prirodnih faktora?

Kao rezultat tekućih 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.

Takođe, tokom posebnih studija bilo je moguće proučavati karakteristike interakcije polimernih materijala sa 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, pod pojmom "korozija polimera" treba shvatiti promjenu sastava ili svojstava tvari uzrokovanu nepovoljnim utjecajem, što dovodi do djelomičnog ili potpunog uništenja proizvoda.

Procesi ciljane transformacije polimera za dobijanje novih svojstava materijala ne primenjuju se na ovu definiciju.

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

Otpornost emajla na blijeđenje

Uvjetna svjetlosna postojanost određena je na uzorcima tamnosivog emajla RAL 7016 na REHAU BLITZ PVC profilu.

Uvjetna svjetlosna otpornost premaza boje i lakova određena je testovima u skladu sa standardima:

GOST 30973-2002 "Polivinilkloridni profili za blokove prozora i vrata. Metoda za određivanje otpornosti na klimatske utjecaje i procjenu trajnosti." klauzula 7.2, tabela 1, bilješka. 3.

Određivanje uvjetne svjetlosne otpornosti pri intenzitetu zračenja od 80±5 W/m2 kontrolirano je promjenama u sjaju premaza i karakteristikama boje. Karakteristike boje premaza određivane su pomoću uređaja Spectroton nakon brisanja uzoraka suhom krpom kako bi se uklonile nastale naslage.

Promjena boje uzoraka tokom testa ocijenjena je promjenom koordinata boje u sistemu CIE Lab, računajući ΔE. Rezultati su prikazani u tabeli 1.

Tabela 1 - Promjena karakteristika sjaja i boje premaza

	Vrijeme zadržavanja, h			Gubitak sjaja, %	Koordinata boje - L	Koordinata boje - a	Koordinata boje -b	Promjena boje ΔE prema referenci
		Prije testiranja	Nakon testiranja

Smatra se da su uzorci 1 do 4 prošli testove.

Podaci su dati za uzorak br. 4 - 144 sata UV zračenja, što odgovara GOST-u 30973-2002 (40 uslovnih godina):

L = 4,25 norma 5,5; a = 0,48 norma 0,80; b = 1,54 norma 3,5.

zaključak:

Snaga svjetlosnog toka do 80±5 W/m2 dovodi do oštrog pada sjaja premaza za 98% nakon 36 sati testiranja kao rezultat formiranja plaka. Kako se testiranje nastavlja, ne dolazi do daljnjeg gubitka sjaja. Svetlootpornost se može okarakterisati u skladu sa GOST-om 30973-2002 - 40 uslovnih godina.

Karakteristike boje premaza su u prihvatljivim granicama i u skladu su sa GOST-om 30973-2002 na uzorcima br. 1, br. 2, br. 3, br.

1

Dobijeni su kompozitni materijali na bazi polipropilena koji su otporni na UV zračenje. Za procjenu stepena fotodegradacije polipropilena i kompozita na bazi njega, glavni alat je bila IR spektroskopija. Kada se polimer razgradi, hemijske veze se raskidaju i materijal oksidira. Ovi procesi se odražavaju u IC spektrima. Takođe, o razvoju procesa fotodegradacije polimera može se suditi i po promenama u strukturi površine izložene UV zračenju. To se ogleda u promjeni kontaktnog ugla. Polipropilen stabiliziran različitim 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 neophodne za zaštitu materijala od fotodegradacije. Kao rezultat istraživanja, ustanovljeno je da korištena punila značajno smanjuju degradaciju površine i kristalne strukture kompozita.

polipropilen

UV zračenje

nanocevi

bor nitrida

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

2. Bertin D., M. Leblanc, S. R. A. Marque, D. Siri. Razgradnja 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 ometanih 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. – str. 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 svoje karakteristike zbog razvoja procesa fotodegradacije. Zbog toga se za stabilizaciju polimera koriste različiti UV apsorberi (UV filteri) - i organski 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 oksidira. Ovi procesi se ogledaju u
IR spektri. Po broju i položaju vrhova u IR apsorpcionim spektrima može se suditi o prirodi supstance (kvalitativnom analizom), a po intenzitetu apsorpcionih traka o količini supstance (kvantitativna analiza), i, prema tome, proceniti stepena degradacije materijala.

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

U ovom radu je polipropilen stabilizovan različitim UV apsorberima proučavan primenom IR spektroskopije i merenja kontaktnog ugla.

2. Materijali i eksperimentalne metode

Korišteni su sljedeći materijali i punila: 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.

Uzorci s različitim masenim udjelima punila u polimernoj matrici dobiveni su od polaznih materijala metodom ekstruzijskog miješanja.

Infracrvena spektrometrija Fourier transformacije korištena je kao metoda za proučavanje promjena u molekularnoj strukturi polimernih kompozita pod utjecajem ultraljubičastog zračenja. Spektri su snimljeni na spektrometru Thermo Nicolet 380 sa dodatkom za implementaciju Smart iTR metode atenuirane totalne unutrašnje refleksije (ATR) sa dijamantskim kristalom. Snimanje je izvedeno 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. Prije uzimanja svakog uzorka uzet je uporedni spektar.

Za proučavanje promjena na površini eksperimentalnih polimernih kompozita pod utjecajem ultraljubičastog zračenja korištena je metoda za određivanje kontaktnog kuta vlaženja destiliranom vodom. Mjerenja kontaktnog ugla vrše se pomoću KRÜSS EasyDrop DSA20 sistema za analizu oblika kapi. Za izračunavanje kontaktnog ugla 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 uklapanja Young-Laplaceove jednadžbe, kontaktni ugao se određuje kao nagib tangente u tački kontakta tri faze.

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 vibracione 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 su zauzvrat uzrokovane savijanje simetrične i asimetrične vibracije iste grupe . Linije 2916 cm-1 i 2837 cm-1 pripisuju se linijama rasteznih vibracija metilenskih grupa (CH2). Opsezi 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 trake pravilnosti, odnosno linije uzrokovane područjima pravilnosti polimera; ponekad se nazivaju i trake 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 C=C dvostrukih veza
(1650-1600 cm-1), koji se pojavio nakon zračenja uzorka UV zračenjem. Osim toga, ovaj uzorak karakterizira maksimalni intenzitet linije C=O.

Slika 1. IR spektri polipropilena nakon ispitivanja otpornosti na ultraljubičasto 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 uzoraka čistog polipropilena i polipropilena koji sadrže 40% i 25% bor nitrida ozračenih UV zračenjem sadrže trake koje su obično odgovorne za formiranje C=C dvostrukih veza (1650-1600 cm-1). Trake pravilnosti (kristalnosti) u području talasnih brojeva 1300-900 cm-1 na uzorcima polimernih kompozita izloženih 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 otpornosti na ultraljubičasto zračenje

Spektri polipropilena ispunjenog 20% ​​(masene) mješavine ugljičnih vlakana i nanocijevi prije i poslije testiranja se praktički ne razlikuju jedni od drugih, prvenstveno zbog izobličenja spektra zbog jake apsorpcije IR zračenja ugljikovom komponentom materijala .

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

3.2. Rezultati istraživanja promjena na površini polimernih kompozita

U tabeli 1 prikazani su rezultati istraživanja promjena površine eksperimentalnih uzoraka polimernih kompozita punjenih heksagonalnim bor nitridom. Analiza rezultata nam omogućava da zaključimo da punjenje polipropilena heksagonalnim bor nitridom povećava otpornost površine polimernih kompozita na ultraljubičasto zračenje. Povećanje stepena ispunjenosti dovodi do manje degradacije površine, koja se manifestuje u povećanju hidrofilnosti, što je u dobroj saglasnosti 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	Kontaktni ugao, gr
	Prije testa	Nakon testa

Analiza rezultata proučavanja promjena na površini eksperimentalnih uzoraka polimernih kompozita ispunjenih mješavinom ugljičnih vlakana i nanocijevi (tablica 2) omogućava nam da zaključimo 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 promjena kontaktnog kuta površine polimernih kompozita ispunjenih karbonskim vlaknima i nanocijevima uslijed ispitivanja otpornosti na ultraljubičasto zračenje

Stepen punjenja CF+CNT	Kontaktni ugao, gr
	Prije testa	Nakon testa

4. Zaključak

Prema rezultatima istraživanja 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 apsorbuju ultraljubičasto zračenje, čime se osigurava visoka otpornost kompozita na bazi polimera i karbonskih vlakana i nanocijevi na ultraljubičasto zračenje.

Rad je obavljen u okviru federalnog ciljnog programa „Istraživanje i razvoj u prioritetnim oblastima razvoja naučno-tehnološkog kompleksa Rusije za 2007-2013“, Državni ugovor od 8. jula 2011. br. 16.516.11.6099.

Recenzenti:

Serov G.V., doktor tehničkih nauka, profesor Katedre za funkcionalne nanosisteme i visokotemperaturne materijale NUST MISIS, Moskva.

Kondakov S. E., doktor tehničkih nauka, viši istraživač na Katedri za funkcionalne nanosisteme i visokotemperaturne materijale NUST MISIS, Moskva.

Bibliografska veza

Kuznetsov D.V., Ilyinykh I.A., Cherdyntsev V.V., Muratov D.S., Shatrova N.V., Burmistrov I.N. PROUČAVANJE 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 prirodnih nauka"

Već je gore navedeno (vidi prethodni članak) da se UV zraci obično dijele u tri grupe ovisno o talasnoj dužini:
[*]Dugotalasno zračenje (UVA) – 320-400 nm.
[*]Prosjek (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, nadmorske visine, visine Sunca iznad horizonta (kako tokom dana tako i tokom celog dana). godine) i refleksije. Kombinacija svih ovih faktora određuje nivo intenziteta UV zračenja, što se reflektuje na ovoj karti Zemlje:

U područjima obojenim tamno zelenom bojom, 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 efekat izlaganja UV zračenju na termoplaste

Sve vrste UV zračenja mogu izazvati fotohemijski efekat u strukturi polimernih materijala, što može biti korisno ili dovesti do degradacije materijala. Međutim, slično ljudskoj koži, što je veći intenzitet zračenja i kraća valna dužina, to je veći rizik od degradacije materijala.

[U]Degradacija
Glavni vidljivi efekat 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: sjedala za stadione, vrtni namještaj, folije za staklenike, okviri prozora itd.

Istovremeno, termoplastični proizvodi često moraju izdržati izloženost vrstama i intenzitetima UV zračenja koje nema na Zemlji. Govorimo, na primjer, o elementima svemirskih letjelica, što zahtijeva korištenje materijala kao što je FEP.

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

[U]Buffs
U posljednje vrijeme široku primjenu našle su posebne polimerne prevlake, posebno one na bazi poliuretan-akrilata, koje se pod utjecajem UV zračenja “samozacjeljuju”. Dezinfekciona svojstva UV zračenja se široko koriste, na primjer, u rashladnim uređajima za vodu za piće i mogu se dodatno poboljšati dobrim svojstvima propuštanja PET-a. Ovaj materijal se koristi i kao zaštitni premaz na UV insekticidnim lampama, obezbjeđujući prijenos do 96% svjetlosnog fluksa debljine 0,25 mm. UV zračenje se također koristi za obnavljanje tinte nanesene na plastičnu podlogu.

Pozitivan efekat izlaganja UV zračenju dolazi od upotrebe fluorescentnih reagenasa za izbeljivanje (FWA). Mnogi polimeri imaju žućkastu nijansu na prirodnom svjetlu. Međutim, uvođenjem FWA u materijal, UV zraci se apsorbuju u materijal i emituju povratne zrake u vidljivom opsegu plavog spektra sa talasnom dužinom od 400-500 nm.

[B]Izloženost UV zračenju termoplasta

UV energija koju apsorbuje termoplastika pobuđuje fotone, koji zauzvrat formiraju slobodne radikale. Dok mnogi termoplasti u svom prirodnom, čistom obliku ne apsorbuju UV zračenje, prisustvo ostataka katalizatora i drugih kontaminanata koji služe kao receptori u njihovom sastavu može dovesti do degradacije materijala. Štaviše, za početak procesa degradacije potrebne su male 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.

Među termoplastima koji imaju nezadovoljavajuću otpornost na UV zračenje u nemodifikovanom obliku su POM, PC, ABS i PA6/6.

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

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

PI i PEI imaju odličnu otpornost na UV zračenje.