Ультрафиолетовое излучение оказывает негативное воздействие на полимеры. Последствия выражаются в изменении эксплуатационных свойств или поверхности, что приводит полимерные детали в состояние негодности. Именно поэтому для решения конкретных задач необходимы стойкие к УФ-лучам пластики.
Свойства и эксплуатационные характеристики полимеров ухудшаются из-за многих факторов: грибков и бактерий, высокой влажности, повышенной концентрации в среде эксплуатации соединений озона и кислорода, химических веществ, тепловой энергии, ультрафиолетовых лучей. Негативные последствия последних выражаются в:
— появлении меловых пятен на поверхности пластика;
— изменении цвета;
— выгорании;
— изменении механических свойств;
— ухудшении прочности;
— хрупкости.
Степень разрушения пластиков определяет интенсивность воздействия ультрафиолетового излучения, которая зависит от высоты солнца над горизонтом в течение суток и в течение всего года, высоты над уровнем моря, концентрации озона в стратосфере, количества облаков, отражения солнечных лучей, других факторов. Их совокупность определяет уровень разрушающего эффекта – старение пластиков происходит стремительно или умеренно в зависимости от интенсивности воздействия, происходит полная деструкция или появляются лишь небольшие дефекты. УФ-лучи способны проникнуть в структуру полимера до 0,5 мм, но деградация внешнего слоя способна привести к разрушению всего материала, особенно при наличии нагрузок или одновременном воздействии двух или более неблагоприятных факторов. Помимо силы воздействия внешних факторов, стойкость конкретного пластика к УФ-излучению определяет его химический состав. Для повышения стойкости к воздействию ультрафиолетовых лучей в состав полимеров добавляют специальные модифицирующие добавки - УФ-адсорберы. Стабилизаторы увеличивают термическую устойчивость за счет увеличения прочности межатомных связей, поглощают лучи и активируют защитный слой.
Полимеры, стойкие к воздействию УФ-лучей:
По уровню стойкости к УФ-лучам все полимеры можно разделить на 4 группы: отличная, хорошая, достаточная, неудовлетворительная.
Отличная стойкость к ультрафиолетовому излучению наблюдается у класса полиимидов (PI), полиэфиримидов (PEI). Из этих материалов изготавливают поршневые кольца, высокооборотные подшипники скольжения, вставки захватов, гибкие печатные платы, пленки, разные детали и элементы для эксплуатации вне помещений.
Хорошая стойкость к ультрафиолетовому излучению наблюдается у политетрафторэтилена (фторопласт-4), поливинилиденфторида (фторопласт-2), фторэтиленпропилена (FEP), полиэфирэфиркетона (PEEK).
Достаточная стойкость к ультрафиолетовому излучению наблюдается у полиэтилена низкого давления (HDPE), полибутилентерефталата (PBT), полифениленоксида (PPO), полипропилена (PP), группы полиэфирсульфонов (PES), полиамидов (PA12, PA11, PA6), у комбинации поликарбоната с ABS-пластиком.
Компания «Система обрабатывающий центр» для производства стойких к УФ-излучению пластиковых деталей и комплектующих предлагает полипропилен, полиэтилен низкого давления, фторопласт, капролон, поликарбонат и ABS-пластик.