Belaaschtung fir ultraviolet Stralung
D'Beliichtung vun der ultravioleter Stralung vun der Sonn kann Plastik mat der Zäit ofbauen. Polymer Photodegradatioun geschitt wann onsichtbar ultraviolet Stralung, déi aus kuerze Wellelängten besteet, Polymerketten a Plastik ofbriechen. Dëst gëtt de Photodegradatiounsprozess genannt. Et gëtt duerch Belaaschtung fir ultraviolet Strahlung verursaacht a verursaacht eng Ofsenkung vun de kierperlechen Eegeschaften. Dozou gehéiert Verloscht vun Impakt Kraaft, Faarf änneren, Rëss, Verloscht vun elongation an tensile Kraaft, an Uewerfläch chalking. Zum Beispill, Photodegradatioun, déi duerch UV-Strahlung verursaacht gëtt, kann d'Gaartstühle veruersaachen a brécheg ginn. Zousätzlech wäert d'Faarf vun de Stadion Sëtzer kriit ausgesinn, an e puer Plastik gëtt souguer giel a knacken.
E puer Charakteristike vun Ultravioletstrahlung
Ultraviolet Stralung mécht nëmmen 4,6 Prozent vum Sonnespektrum aus. Et gëtt an Nanometer (nm) gemooss a läit tëscht 290 an 400. Den aggressivsten Deel vum UVB-Beräich sinn awer déi ganz kuerz Wellelängten tëscht 280 an 315 Nanometer. Dofir hänkt d'Quantitéit vun der UV Stralungsenergie Belaaschtung (Bestralung) of, wou Dir op der Welt sidd.
wat ass Bestrahlung
Bestrahlung ass d'Quantitéit vun ultraviolet Stralungsenergie Tëschefall op engem spezifesche Beräich iwwer eng bestëmmten Zäitperiod. 1Ly=1 cal/cm 2=4.184 E 4 Joule/m 2 (Ly=Langley) Dofir, fir ee Joer kontinuéierlech Outdoor Notzung am Sudan, ass d'Energie, déi an d'Plastikdeeler transferéiert gëtt, wärend et a Schweden 220k/Joer ass.
All Plastik ass empfindlech op bestëmmte Wellelängten an der 290-400 nm UV Regioun. Dofir huet Polypropylen dräi Maxima bei 290-300, 330 an 370 nm. Nylon rangéiert vun 290-315, während PVC Homopolymer 320 ass.
Degradatioun vu Polymeren duerch UV Stralung
Polymer Photodegradatioun geschitt wann ultraviolet Stralung vun der Sonn vu chemesche Gruppen an der Polymerstruktur genannt Chromophoren absorbéiert gëtt. E Chromophor ass "en Atom oder Grupp vun Atomer deenen hir Präsenz d'Faarf vun enger Verbindung bestëmmt". Polymer Formuléierungen kënnen aner Zousatzstoffer enthalen wéi halogenéiert Flam retardants, Filler a Pigmenter. Dofir goufen UV Stabilisatoren entwéckelt an u Polymere bäigefüügt fir de Photoinitiatiounsprozess z'ënnerdrécken. Déi éischt dräi Zorte sinn UV absorbers, quenchers, a behënnert Amine Liicht Stabilisatoren (HALS).
1) UV Absorber
Absorber sinn Fotostabilisatoren déi funktionnéieren andeems se mat Chromophoren konkurréiere fir UV Stralung ze absorbéieren. Also konvertéiert den Absorber schiedlech UV-Strahlung an harmlos Infraroutstrahlung oder Hëtzt déi duerch d'Polymermatrix opgeléist gëtt. UV-Absorberer hunn de Virdeel vu niddrege Käschten ze sinn, awer si kënnen nëmme gëeegent fir kuerz -Beliichtungen. UV Absorber enthalen:
Absorber
UV-Absorberer hunn de Virdeel datt se bëlleg sinn, awer si kënnen nëmme fir kuerz -Beliichtungen gëeegent sinn. UV Absorber enthalen:
Carbon Black ass ee vun den effektivsten an allgemeng benotzten UV Stralungsabsorber.
En aneren UV-Absorber ass rutil Titanoxid, wat effektiv am 300-400 nm Beräich ass. Wéi och ëmmer, et ass net ganz nëtzlech an der ganz kuerzer Wellelängt UVB Gamme ënner 315.
Hydroxybenzophenone
Hydroxyphenyl Benzotriazol ass och e bekannte UV Stabilisator mat dem Virdeel datt se gëeegent ass fir neutral oder kloer Uwendungen. Hydroxyphenylbenzotriazole sinn net ganz nëtzlech an dënnen Deeler ënner 100 Mikron.
Benzophenone fir PVC
Anzotriazolen an Hydroxyphenyltriazine fir Polycarbonaten.
Oxalanilid fir Polyamiden
2) Keller
Quenchers bréngen den opgereegten Zoustand vun der Chromophor an de Grondzoustand duerch en Energietransferprozess zréck. Energietransfer Agenten handelen andeems den opgereegten Zoustand vu Carbonylgruppen geformt gëtt, geformt wärend der Photooxidatioun vu Plastiksmaterialien an duerch Zersetzung vun Hydroperoxiden. Dëst verhënnert d'Ofbriechen vu Bindungen a schlussendlech d'Bildung vu fräie Radikale.
Néckel quenching Agent
Nickel Quencher ass déi Aart déi allgemeng an der landwirtschaftlecher Filmproduktioun benotzt gëtt. Dës ginn net wäit benotzt well se Schwéiermetalle enthalen an dem Endprodukt eng tan oder gréng Faarf ginn. Wéi och ëmmer, wéi déi behënnert Aminlichtstabilisatoren, déi hei ënnen diskutéiert ginn, sinn Nickel-Quencher net effektiv fir d'UV-Strahlung ze stabiliséieren.
3) Hindered Amine Light Stabilizer (HALS)
HALS si laang-dauerhaft Hëtztstabilisatoren déi funktionnéieren andeems se fräi Radikale festhalen, déi während der Photooxidatioun vu Plastiksmaterial geformt ginn. HALS limitéiert also de Photodegradatiounsprozess. D'Fähigkeit vun HALS fir fräi Radikaler aus der Absorptioun vun der UV-Bestrahlung ze räissen kann duerch d'Bildung vun Nitroxylgruppen an engem Prozess bekannt als Denisov-Zyklus erkläert ginn.
Och wa kommerziell verfügbar HALS Produkter vill an der Struktur variéieren, hunn se all eng 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinringstruktur. HALS sinn e puer vun de kompetentsten UV Stralung Stabilisatoren.
UV Stabilisatoren fir verschidde Plastik
Zum Beispill huet HALS zu der Entwécklung vu Polypropylen an der Automobilindustrie bäigedroen. Wärend HALS och ganz effektiv a Polyolefinen, Polyethylen a Polyurethan sinn, kënnen se net als Stabilisatore fir UV Stralung a PVC benotzt ginn.
Kombinatioun vun UV Stabilisatoren
Well all dräi Funktiounen duerch verschidde Mechanismen funktionnéieren, gi se dacks a synergistesch UV Stralung absorbéierend Additive kombinéiert. Zum Beispill, Benzotriazole ginn dacks a Kombinatioun mat HALS benotzt fir Fading a Verfärbung a Faarfsystemer ze vermeiden.
