יש להשתמש בכל מקום אפשרי בפלסטיק עמיד בפני UV תוך ייצור מוצרי פלסטיק המיועדים לשימוש באוויר הפתוח. באותם קווים, גלו עוד על פלסטיק עמיד בפני קרני UV כאן, כמו גם על ההבחנות בין פוליפרופילן וניילון.
פוליפרופילן וניילון הם שני סוגים של פלסטיק עמיד בפני UV
מכיוון שפלסטיק נפוץ כל כך בסביבה של היום, זה רק בלתי נמנע שחלק מהם עלולים להיחשף לשמש. למרבה הצער, קרינת האולטרה סגול (UV) הקיימת בשמש עלולה להשפיל את רוב הפלסטיק לאורך זמן. לפיכך, נדרשים פלסטיק מיוצב UV או עמיד UV לייצור כל מוצר המיועד לשימוש בחוץ. הדגש העיקרי של המאמר של היום הוא עמידות האולטרה סגול (UV) של שני פולימרים מסחריים טיפוסיים, כלומר ניילון ופוליפרופילן.
אילו מאפיינים מגדירים פלסטיק כעמיד בפני UV?
פלסטיקים הנתונים לאור ה-UV שמייצרת השמש יכולים לספוג את הקרינה או לפתח רדיקלים חופשיים, שלשניהם יש השפעה מזיקה על איכויותיו המכניות של החומר. יתר על כן, פלסטיק עם עמידות ירודה UV רגישים למספר תופעות לוואי כאשר הם נחשפים לאור אולטרה סגול. תופעות הלוואי הללו כוללות את הדברים הבאים:
- משטח בעל מראה של גיר.
- שפשוף ושבירות על פני האובייקט.
- שינויים בגוון או בדילול.
ישנה הבחנה בין פלסטיק עמיד בפני קרינת UV לפלסטיקה מיוצב UV, שיש לזכור. לפלסטיק עמיד בפני UV יש עמידות טבעית להידרדרות הנגרמת על ידי אור אולטרה סגול. פלסטיקים שאינם מתנגדים מטבעם לנזקים מכונים פלסטיקים מיוצב UV. פלסטיקים אלה זקוקים לתוספים כדי להגביר את עמידותם לאור UV. כתוצאה מהיעדר עמידות מובנית ל-UV, פוליפרופילן וניילון זקוקים שניהם לתוספת של מעכבי UV.
פוליפרופילן לעומת ניילון מבחינת עמידות ה-UV שלהם
מכיוון שפוליפרופילן וניילון, בצורותיהם הבלתי מושנות, רגישים לנזק כאשר הם נתונים לקרינה אולטרה סגולה (UV), אין זה נכון להתייחס לכל אחד מהפולימרים הללו כעמידים בפני UV. התגובות שלהם לאור UV מתוארות בפסקאות הבאות.
פוליפרופילן וההשפעות של קרינה אולטרה סגולה
במצבו הטבעי, פוליפרופילן פגיע מאוד להידרדרות הנגרמת מחשיפה לאור UV. החומר נשבר בקלות לאחר שנחשף במשך פרק זמן משמעותי. למעשה, לאחר שהיה נתון לקרינת UV בעוצמה גבוהה במשך שישה ימים, פוליפרופילן ראשוני עלול לאבד עד שבעים אחוז מהחוזק המכני שהיה לו פעם. עם זאת, חשוב לציין שגם עם התוספות, פוליפרופילן עדיין יתקלקל די מהר כאשר הוא נחשף לאור השמש למשך זמן ממושך. זה המצב ללא קשר לשאלה אם התוספים קיימים או לא.
קרני UV עם אורכי גל בין 290 ל-300, 330 ו-370 ננומטר גורמות לפירוק של פוליפרופילן. אלו הן הנקודות שבהן הספקטרום של הפוליפרופילן הוא הכי חזק.
למרות שלפוליפרופילן יש חוזק מכני יוצא דופן והוא עמיד מאוד בפני כימיקלים, אין לחשוף אותו לאור השמש למשך תקופה ממושכת מכיוון שהוא יתכלה. מכיוון שכל כך קשה ליישם ציפוי על פוליפרופילן, אל תחשוף את החומר הזה לאור שמש ישיר.
ניילון והשפעות קרינה אולטרה סגולה
למרות שהניילון אכן עלול להתפרק בחשיפה לאור UV, לא כל הניילון נוצרים שווים. לדוגמה, ניילון 6 בעל דירוג התנגדות גבוה יותר מאשר ניילון 6/6. כאשר נחשפים ל-UV למשך תקופה ממושכת, צבעם של רכיבי הניילון נוטה לדהות. התהליך המדויק שגורם לפוליפרופילן להידרדר אחראי גם לפירוק הניילון: הקרינה משחררת רדיקלים חופשיים, ומחלישה עוד יותר את הקשרים הבין-מולקולריים.
ניילון רגיש לנזק מאור אולטרה סגול עם אורכי גל שנעים בין 290 ל-315 ננומטר. נקודה זו מכונה המקסימום של ספקטרום החומר.
ניילון הוא חומר מצוין לשימוש במוצרים שייחשפו לרטיבות מאחר והוא חזק וגמיש. גם ניילון-6 וגם ניילון-12 הם חלופות מתאימות לשקול כאשר ישנה אפשרות לחשיפה מתונה בלבד לקרינת UV. עם זאת, תהליך ההידרדרות יאיץ אם הוא ייחשף לקרני UV באופן עקבי.
הגברת ההתנגדות לקרינת UV
למרות שניילון ופוליפרופילן אינם נחשבים לעתים קרובות לפלסטיק עמיד בפני UV, הביצועים של חומרים אלה עשויים להשתפר עם תוספים מסוימים. מייצבים, סופגים וחוסמים הם שלוש הצורות שהתוספים הללו עשויים ללבוש.
- חוסמים: חומרי מילוי כגון תחמוצת טיטניום ופיגמנטים שחורים פחמן עשויים לתפקד כחוסמי קרינת UV. השימוש בפיגמנטים אלו מסייע בהארכת חיי החומר על ידי מניעת קרינה אולטרה סגולה (UV) מלהגיע לפולימרים המוצקים המרכיבים את הפלסטיק.
- בולמים: תהליך קליטת האור האולטרה סגול ולאחר מכן המרתו לחום הוא אופן פעולת הבולמים. התרכובות הכימיות הידועות כ-benzophenones ו-benzotriazoles הן דוגמאות לסופגים אורגניים סטנדרטיים. אפילו כשהם מוסיפים בריכוזים נמוכים של 0.5 אחוז בנפח, בנזוטריאזולים יכולים להגביר באופן דרמטי את עמידות החומר בפני קרני השמש.
- מייצבים: מייצבים פועלים על ידי לכידת כל רדיקלים חופשיים שיוצרו לאחרונה כדי לשמור על יעילותם. כתוצאה מכך, הפירוק הנובע מכך של הקשרים הבין-מולקולריים בתוך הפלסטיק מצטמצם למינימום. נבלות הם שם אחר למייצבים בגלל האופן שבו הם "מנפים" ואוספים את כל הרדיקלים החופשיים שעלולים להיות נוכחים. מייצבי האור האמינים המובלים הם בין מייצבי האור השכיחים ביותר.
לעתים קרובות נעשה שימוש בתוספים מכל שלוש הקטגוריות כדי לחזק את עמידות הפלסטיק להשפעות האור האולטרה-סגול בכמה שיותר דרכים.
אילו פלסטיקים עמידים להשפעות של קרינת UV?
ניילון ופוליפרופילן אינם כלולים בקטגוריה של עמידים בפני השפעות האור האולטרה סגול; לפיכך, אילו פלסטיקים הם? פלואורופולימרים ואימידים הם הסוגים הקריטיים ביותר.
מעצם טבעם, לפלואורפולימרים יש רמה גבוהה של עמידות לאור UV. זה נובע מקשרים פחמן-פלואור מוצקים שעמידים בפני השפלה.
דוגמאות לפלואורפולימרים פופולריים הן:
- פוליטטראפלואורואתילן (PTFE)
- פוליווינילידן פלואוריד (PVDF)
- אתילן פרופילן עם פלואור (FEP)
מצד שני, בגלל העמידות יוצאת הדופן שלהם לקרני אור אולטרה סגול (UV), ניתן להשתמש באימידים גם ביישומים הנתונים לרמות גבוהות של UV.
אימידים אופייניים הם:
- פוליאמיד (PI)
- פוליאתרמימיד (PEI)
בחירת חומר לשימוש
מגוון משתנים יקבעו את בחירת הפולימר שלכם. אלו כוללים:
- התנגדות מכנית
- עמיד בפני חבטות ושריטות
- עמידות בטמפרטורה
לעתים קרובות מתעלמים מהתנגדות UV. גם אם זה לא יטופל, עשויות להיות לזה השלכות משמעותיות לטווח ארוך. כמות העמידות בפני קרינת UV הדרושה למוצר נקבעת על פי השימוש המיועד שלו, רמת החשיפה לה הוא צפוי להיות נתון (רציף לעומת זמני) וכל מאפיינים סביבתיים אחרים. אם המוצר שלך נתון לקרני UV ולסביבה לא נוחה לאורך תקופה ממושכת, פלואורפולימרים או אימידים הם חומרי הבחירה הטובים ביותר.
מצד שני, אם הרכיבים שלך נחשפים רק לפעמים לאור אולטרה סגול, ניילון או פוליפרופילן מיוצב UV יכולים להיות האפשרות הטובה ביותר.
תן לרנסום לעזור לך לבחור חומרי פלסטיק
ישנם כמה הבדלים עיקריים בין שני הפלסטיק הסינטטי הדומים - פוליפרופילן וניילון (או פוליאמיד). ניילון הוא גמיש יותר עם חיכוך נמוך ויכול לשאת טמפרטורות גבוהות יותר, מה שהופך אותו למתאים לייצור אב טיפוס וייצור חלקים שיהיו נתונים להתנגדות. לפוליפרופילן חוזק גבוה יותר מניילון ויש לו סובלנות רבה יותר ללחץ פיזי, כך שהוא אידיאלי לציוד בעל התנגדות גבוהה.
ב-Runsom Precision, אנו יכולים לתת הצעות חשובות לגבי בחירת הניילון והפוליפרופילן - ושפע עצום של פלסטיק ייצור אחר. צוות המעצבים, המהנדסים והטכנאים שלנו יעזור לך למצוא את החומרים המתאימים בדיוק לפרויקט שלך בהתבסס על הדרישות שלך. יתר על כן, אנו יכולים לעזור לייעל את כל תהליך הייצור שלך, החל מרעיון, עיבוד, גימור משטח, הרכבה, אריזה ועד למסירה.
צור עימנו קשר מיד אם אתה רוצה מידע נוסף על סוגי הפלסטיק עמיד UV המתאימים ביותר למטרות ספציפיות או לקבל הצעת מחיר מהירה כדי להתחיל את הפרויקט הבא שלך.
מאמרים נוספים שאתה עשוי להתעניין בהם:
