Siempre que sea posible, se deben utilizar plásticos resistentes a los rayos UV durante la producción de artículos de plástico destinados al uso al aire libre. En la misma línea, conoce más sobre los plásticos resistentes a los rayos UV aquí, así como las distinciones entre polipropileno y nylon.
El polipropileno y el nailon son dos tipos de plásticos resistentes a los rayos UV
Debido a que los plásticos son tan frecuentes en el entorno actual, es inevitable que algunos de ellos estén expuestos al sol. Desafortunadamente, la radiación ultravioleta (UV) presente en la luz del sol puede degradar la mayoría de los plásticos con el tiempo. Por lo tanto, se requieren plásticos estabilizados o resistentes a los rayos UV para producir cualquier producto destinado al uso en el exterior. El énfasis principal del artículo de hoy es la resistencia ultravioleta (UV) de dos polímeros comerciales típicos, a saber, nailon y polipropileno.
¿Qué características definen a un plástico como resistente a los rayos UV?
Los plásticos que están sujetos a la luz ultravioleta producida por el sol pueden absorber la radiación o desarrollar radicales libres, los cuales tienen un impacto perjudicial en las cualidades mecánicas del material. Además, los plásticos con poca resistencia a los rayos UV son susceptibles a varios efectos secundarios cuando se exponen a la luz ultravioleta. Estos efectos secundarios incluyen los siguientes:
- Una superficie que tiene la apariencia de tiza.
- Deshilachado y fragilidad en la superficie del objeto.
- Alteraciones de tonalidad o dilución.
Hay una distinción entre plásticos resistentes a los rayos UV y plásticos estabilizados a los rayos UV, que debe tenerse en cuenta. Los plásticos resistentes a los rayos UV tienen una resistencia natural al deterioro causado por la luz ultravioleta. Los plásticos que no resisten inherentemente el daño se denominan plásticos estabilizados contra los rayos UV. Estos plásticos necesitan aditivos para aumentar su resistencia a la luz ultravioleta. Como resultado de su falta de resistencia UV inherente, tanto el polipropileno como el nailon necesitan la adición de inhibidores UV.
Polipropileno frente a nylon en términos de su resistencia a los rayos UV
Debido a que el polipropileno y el nailon, en sus formas no modificadas, son susceptibles de dañarse cuando se someten a la radiación ultravioleta (UV), es incorrecto referirse a cualquiera de estos polímeros como resistentes a los rayos UV. Sus reacciones a la luz ultravioleta se describen en los siguientes párrafos.
Polipropileno y los efectos de la radiación ultravioleta
En su estado natural, el polipropileno es muy vulnerable al deterioro causado por la exposición a la luz ultravioleta. El material se rompe fácilmente después de estar expuesto durante un tiempo significativo. De hecho, después de estar expuesto a la radiación ultravioleta de alta intensidad durante seis días, el polipropileno primario podría perder hasta un setenta por ciento de la resistencia mecánica que alguna vez tuvo. Sin embargo, es esencial tener en cuenta que incluso con las adiciones, el polipropileno se deteriorará bastante rápido cuando se exponga a la luz solar durante un tiempo prolongado. Es el caso independientemente de si los aditivos están presentes o no.
Los rayos UV con longitudes de onda entre 290 y 300, 330 y 370 nanómetros provocan la degradación del polipropileno. Estos son los puntos en los que los espectros del polipropileno son más intensos.
Aunque el polipropileno tiene una fuerza mecánica notable y es muy resistente a los productos químicos, no debe exponerse a la luz solar durante un período prolongado, ya que se degradará. Debido a que es tan difícil aplicar una capa sobre polipropileno, no exponga este material a la luz solar directa.
Nylon y los efectos de la radiación ultravioleta
Aunque el nailon puede degradarse por la exposición a la luz ultravioleta, no todos los nailon son iguales. Por ejemplo, el nailon 6 tiene una clasificación de resistencia más alta que el nailon 6/6. Cuando se exponen a los rayos UV durante un período prolongado, el color de los componentes de nailon tenderá a desvanecerse. El proceso exacto que hace que el polipropileno se deteriore también es responsable de la degradación del nailon: la radiación libera radicales libres, lo que debilita aún más los enlaces intermoleculares.
El nailon es susceptible al daño de la luz ultravioleta con longitudes de onda que van desde 290 a 315 nanómetros. Este punto se conoce como el máximo del espectro del material.
El nailon es un material excelente para usar en productos que estarán expuestos a la humedad, ya que es robusto y flexible. Tanto el nailon 6 como el nailon 12 son alternativas apropiadas a tener en cuenta cuando existe la posibilidad de una exposición moderada a la radiación UV. Sin embargo, el proceso de deterioro se acelerará si se expone a los rayos UV de manera constante.
Aumento de la resistencia a la radiación ultravioleta
Aunque el nailon y el polipropileno a menudo no se consideran plásticos resistentes a los rayos UV, el rendimiento de estos materiales se puede mejorar con aditivos particulares. Estabilizadores, absorbentes y bloqueadores son las tres formas que pueden tomar estos aditivos.
- Bloqueadores: Los rellenos como el óxido de titanio y los pigmentos de negro de carbón pueden funcionar como bloqueadores de la radiación UV. El uso de estos pigmentos ayuda a prolongar la vida útil del material al evitar que la radiación ultravioleta (UV) llegue a los polímeros sólidos que componen el plástico.
- Absorbedores: El proceso de absorber la luz ultravioleta y luego convertirla en calor es cómo funcionan los absorbentes. Los compuestos químicos conocidos como benzofenonas y benzotriazoles son ejemplos de absorbentes orgánicos estándar. Incluso cuando se agregan en concentraciones tan bajas como 0,5 por ciento por volumen, los benzotriazoles pueden aumentar drásticamente la resistencia de un material a los rayos del sol.
- Estabilizadores: Los estabilizadores funcionan capturando cualquier radical libre recién producido para mantener su eficacia. En consecuencia, la consiguiente ruptura de los enlaces intermoleculares dentro del plástico se reduce al mínimo. Los carroñeros son otro nombre para los estabilizadores debido a la forma en que "eliminan" y reúnen los radicales libres que puedan estar presentes. Los estabilizadores de luz de amina impedida se encuentran entre los estabilizadores de luz más frecuentes.
Los aditivos de las tres categorías se utilizan a menudo para fortalecer la resistencia del plástico a los efectos de la luz ultravioleta en tantas formas como sea posible.
¿Qué plásticos son resistentes a los efectos de la radiación UV?
El nylon y el polipropileno no se incluyen en la categoría de resistentes a los efectos de la luz ultravioleta; Entonces, ¿qué plásticos son? Los fluoropolímeros y las imidas son los tipos más críticos.
Por su propia naturaleza, los fluoropolímeros tienen un alto nivel de resistencia a la luz ultravioleta. Se debe a los enlaces sólidos de carbono-flúor que son resistentes a la degradación.
Ejemplos de fluoropolímeros populares son:
- Politetrafluoroetileno (PTFE)
- Fluoruro de polivinilideno (PVDF)
- Etileno propileno fluorado (FEP)
Por otro lado, debido a su excepcional resistencia a los rayos de luz ultravioleta (UV), las imidas también pueden usarse en aplicaciones que están sujetas a altos niveles de UV.
Las imidas típicas son:
- Poliimida (PI)
- Polieterimida (PEI)
Elegir un material para usar
Una variedad de variables determinará su elección de polímero. Éstos incluyen:
- Resistencia mecanica
- Resistencia a la abrasión
- Resistencia a la temperatura
La resistencia a los rayos UV a menudo se ignora. Incluso si no se maneja, puede tener repercusiones significativas a largo plazo. La cantidad de resistencia UV necesaria para un producto está determinada por su uso previsto, el nivel de exposición al que se prevé que esté sujeto (continua o temporal) y cualquier otro atributo ambiental. Si su producto está sujeto a los rayos UV y a un entorno desfavorable durante un período prolongado, los fluoropolímeros o las imidas son las mejores opciones de materiales.
Por otro lado, si sus componentes solo están expuestos ocasionalmente a la luz ultravioleta, el nailon o el polipropileno estabilizados contra los rayos UV podrían ser la mejor opción.
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Existen algunas diferencias clave entre los dos plásticos sintéticos similares: polipropileno y nailon (o poliamida). El nailon es más maleable con baja fricción y puede soportar temperaturas más altas, lo que lo hace adecuado para la creación de prototipos y la fabricación de piezas que estarán sujetas a resistencia. El polipropileno tiene mayor resistencia que el nylon y tiene una mayor tolerancia al estrés físico, por lo que es ideal para equipos de alta resistencia.
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