Valsede materialer er motstandsdyktige mot UV-stråling. Moderne problemer med vitenskap og utdanning

Stivt (uplastisert) polyvinylklorid var det første som dukket opp på det russiske reklamemarkedet, og til tross for det økende utvalget av polymermaterialer som tilbys hvert år, fortsetter det å opprettholde en ledende posisjon innen enkelte områder av reklameproduksjon. Dette forklares av tilstedeværelsen av et sett med egenskaper i PVC som er nødvendige for å løse ulike problemer og tilfredsstille de strengeste kravene til strukturelle materialer av denne typen.

PVC er preget av naturlig motstand mot ultrafiolett stråling, kjemisk angrep, mekanisk korrosjon og kontaktskader. Over en lang periode med utendørs bruk, mister den ikke sine opprinnelige egenskaper. Absorberer ikke atmosfærisk fuktighet og er følgelig ikke utsatt for kondens på overflaten. Blant all annen plast har den en unik brannmotstand. Under normale driftsforhold utgjør den ingen fare for mennesker eller miljø. Enkelt maskinert, formet (kompakt materiale), sveiset og limt. Når du bruker film, er det ikke nødvendig å tenke på "fallgruver" - PVC uten menneskelig innblanding vil ikke gi "overraskelser".

Ulempene med polyvinylklorid inkluderer:

• kortsiktig motstand av fargemodifikasjoner mot sollys (dette gjelder ikke materialer med ekstra UV-stabilisering);
• mulig tilstedeværelse av overflateslippmidler i materialer av ukjent opprinnelse som krever fjerning;
• begrenset frostbestandighet (opptil -20 ° C), som ikke alltid bekreftes i praksis (avhengig av alle teknologiske regler produksjon av strukturer og deres installasjon, i fravær av betydelige mekaniske belastninger, oppfører PVC seg stabilt selv ved lavere temperaturer);
• en høyere koeffisient for lineær termisk utvidelse sammenlignet med mange andre polymermaterialer, dvs. et bredere spekter av dimensjonale forvrengninger;
• utilstrekkelig høy grad av lystransmisjon av det transparente materialet (ca. 88%);
• økte krav til avhending: røyk og forbrenningsprodukter er farlige for mennesker og miljø.

Stiv polyvinylklorid produseres i forskjellige modifikasjoner kun ved ekstrudering. Bredt utvalg av PVC-plater inkludert:

• kompakt og skummet;
• med blank og matt overflate;
• hvit, farget, gjennomsiktig og gjennomskinnelig;
• flat og preget;
• standard design og økt bøyestyrke,

tillater bruk av dette materialet i nesten alle områder av reklameproduksjon.

Tatiana Dementieva
prosessingeniør

I OG. Tretyakov, L.K. Bogomolova, O.A. Krupinina

En av de mest aggressive typer operasjonelle påvirkninger på polymer Bygningsmaterialer er UV-bestråling.

For å vurdere holdbarheten til polymere byggematerialer brukes både fullskala og akselererte laboratorietester.

Ulempen med førstnevnte er testens lange varighet, umuligheten av å isolere påvirkningen av en separat faktor, samt vanskeligheten med å ta hensyn til årlige svingninger i atmosfæriske påvirkninger.

Fordelen med akselererte laboratorietester er at de kan gjennomføres på kort tid. Samtidig er det i noen tilfeller mulig å beskrive de oppnådde avhengighetene av endringer i egenskaper over tid ved å bruke kjente matematiske modeller og forutsi deres holdbarhet over lengre driftsperioder.

Formålet med dette arbeidet var å vurdere motstanden mot UV-bestråling under prøveforholdene i Krasnodar-regionen hvit laminert polypropylenstoff med spesielle tilsetningsstoffer på kortest mulig tid.

Laminert polypropylenduk brukes til midlertidig beskyttelse av oppførte og rekonstruerte bygningskonstruksjoner, samt individuelle elementer fra atmosfæriske påvirkninger.

Materialets motstand mot UV-bestråling ble vurdert av endringen i strekkstyrke i henhold til GOST 26782002 på prøver - strimler, dimensjoner (50x200) ± 2 mm og endringen utseende(visuelt).

Begrensningsverdien for aldring av materialet antas å være en reduksjon i dets styrke til 40 % av den opprinnelige verdien.

Strekkfasthetstester ble utført på en universell testmaskin "ZWICK Z005" (Tyskland). Den opprinnelige strekkfastheten til de testede prøvene var

115 N/cm. " "

"Bilde 1.

Ultrafiolett bestråling av bildet - ORIGINAL0

prøver av materialet ble utført i et bestrålingsapparat

kunstig vær (AIP) type "Xenotest" med en xenon-emitter DKSTV-6000 i samsvar med GOST 23750-79 med et vannkjølingssystem og en kappe av kvartsglass. Strålingsintensiteten i bølgelengdeområdet 280-400 nm var 100 W/m2. Timedosen av UV-stråling (O) er 360 kJ/m2 for dette spektralregimet.

Under eksponering for AIP ble intensiteten av vevsbestråling kontrollert med et intensitetsmåler - et dosimeter fra selskapet "OBKDM" (Tyskland).

Prøvene ble bestrålt kontinuerlig i 144 timer (6 dager). Prøver ble fjernet for å vurdere endringer i strekkstyrke ved visse tidsintervaller. Avhengigheten av gjenværende strekkstyrke (i%) av startverdien av laminert polypropylenstoff på bestrålingstiden i AIP er presentert i figur 1.

Etter matematisk behandling av de oppnådde dataene ved bruk av minste kvadraters metode, oppsummeres de oppnådde eksperimentelle resultatene av den lineære avhengigheten presentert i figur 2.

20 40 60 80 100 120 140 160 Avhengighet av gjenværende strekkfasthet (i %) av verdien av laminert polypropylenduk i tide i AIP

byggematerialer og konstruksjoner

Theorological Observatory of Moscow State University er 120 000 kJ/m2 år (O f M)

Samtidig er det ingen data om den årlige dosen av UV-delen av solstråling i Krasnodar-territoriet (Ouf k k) i litteraturen. Osum-verdiene ovenfor for Moskva og Krasnodar-territoriet gjør det mulig å beregne den totale årlige dosen av UV-stråling for Krasnodar-territoriet ved å bruke følgende formel:

O f -O k /O

uf M sum K.k"

Figur 2. Lineær avhengighet av gjenværende strekkstyrke til laminert polypropylenduk på logaritmen av bestrålingstid i AIP

1 - eksperimentelle verdier; 2 - verdier beregnet ved hjelp av ligning (1)

derfor,

Av k = 1200001,33 =

160320 kJ/m2år

P% = P0 - 22,64-1dt,

hvor P % hvile er gjenværende strekkfasthet (i %) etter UV-bestråling; P0 - innledende strekkfasthetsverdi (i%) lik 100; 22,64 - en verdi numerisk lik tangenten til den rette linjen i koordinatene: gjenværende strekkstyrke (i%) - logaritme av bestrålingstid i AIP; T - bestrålingstid i AIP, i timer.

Resultatene av matematisk prosessering (se ligning (1) og figur 2) lar oss ekstrapolere dataene som er oppnådd over en lengre testperiode.

Analyse av de oppnådde resultatene viser at en reduksjon i reststyrken til laminert polypropylenduk til 40 % vil skje etter 437 timers bestråling. I dette tilfellet vil den totale dosen av UV-stråling være 157320 kJ/m2.

En visuell vurdering av utseendet til det bestrålte materialet viser at etter 36 timers bestråling har vevet en tettere struktur, blir mindre løst og mindre skinnende. Med ytterligere bestråling øker stivheten og tettheten til vevet.

I følge GOST 16350-80 er den totale dosen av solstråling (Osumm) for det moderat varme klimaet med milde vintre i Krasnodar-regionen (GOST, tabell 17) 4910 MJ/m2 (Osum Kk), og for det tempererte klimaet på Moskva - 3674 MJ/m2 (Osum M ). Den årlige dosen av UV-delen av solstråling i henhold til Moskva-metropolen

En sammenligning av den årlige dosen av UV-bestråling for Krasnodar-regionen (160320 kJ/m2) med dosen av UV-bestråling under laboratorieforhold (157320 kJ/m2) lar oss konkludere med at under naturlige forhold vil styrken til materialet avta til 40 % av den opprinnelige verdien under påvirkning av UV-eksponering på omtrent ett år.

Konklusjoner. Basert på det presenterte materialet kan følgende konklusjoner trekkes.

1. Motstanden til prøver av laminert polypropylenduk for konstruksjonsformål mot UV-bestråling under laboratorieforhold ble studert.

2. Den årlige dosen av UV-stråling for Krasnodar-regionen ble beregnet til 160320 kJ/m2.

3. Basert på resultatene av laboratorietester i 144 timer (6 dager) ble det funnet at endringen i strekkfasthet under påvirkning av UV-bestråling er beskrevet av en logaritmisk avhengighet som er lineær, som gjorde det mulig å bruke den til forutsi lysmotstanden til polymerstoff.

4. Basert på den oppnådde avhengigheten ble det bestemt at en reduksjon i styrken til laminert polypropylenstoff for konstruksjonsformål til et kritisk nivå under påvirkning av UV-bestråling under naturlige forhold i Krasnodar-regionen vil skje om omtrent ett år.

Litteratur

1. GOST 2678-94. Valsede tak- og vanntettingsmaterialer. Testmetoder.

byggematerialer og konstruksjoner

2. GOST 23750-79. Kunstige værenheter som bruker xenon-emittere. Generelle tekniske krav.

3. GOST 16350-80. Klimaet i USSR. Sonering og statistiske parametere for klimatiske faktorer for tekniske formål.

4. Samling av observasjoner fra det meteorologiske observatoriet ved Moscow State University. M.: Moscow State University Publishing House, 1986.

En akselerert metode for å vurdere UV-motstanden til laminert polypropylenstoff for konstruksjonsformål

For å vurdere lysmotstanden til prøver av laminert polypropylenstoff for konstruksjonsformål mot effekten av UV-bestråling under laboratorieforhold ved å redusere strekkfastheten til det testede materialet til grenseverdien på 40 %, en lineær avhengighet av gjenværende styrke på bestrålingen tid i et kunstig værapparat ble oppnådd i logaritmiske koordinater.

Basert på den oppnådde avhengigheten ble det bestemt at en reduksjon i styrken til laminert polypropylenstoff for konstruksjonsformål til et kritisk nivå under påvirkning av UV-bestråling under naturlige forhold i Krasnodar-territoriet vil skje om omtrent ett år.

Den akselererte metoden for å estimere motstanden til de laminerte polypropylenstoffene for å bygge utnevnelse til ultrafiolett stråling

av V.G. Tretyakov, L.K. Bogomolova, O.A. Krupinina

For en estimering av lysmotstanden til laminerte polypropylen stoffprøver for bygging utnevnelse til ultrafiolett bestråling innflytelse in vitro på holdbarhet reduksjon ved en strekking av et testet materiale til grenseverdien på 40 % den lineære avhengigheten av gjenværende holdbarhet på bestrålingstid i enheten av kunstig vær i logaritmiske koordinater mottas.

På grunnlag av den mottatte avhengigheten er det definert at reduksjon i holdbarhet laminerte polypropylenstoffer for bygging til kritisk nivå under påvirkning av ultrafiolett stråling under naturlige forhold i Krasnodar-territoriet vil skje omtrent i løpet av ett år.

Stikkord: lysmotstand, ultrafiolett bestråling, prognose, kritisk styrkenivå, klima, laminert polypropylenstoff.

Stikkord: lysmotstand, ultrafiolett bestråling, prognose, kritisk holdbarhet, klima, laminert polypropylenstoff.

Motstand av emaljer mot falming

Betinget lysfasthet ble bestemt på prøver av mørkegrå emalje RAL 7016 på en REHAU BLITZ PVC-profil.

Den betingede lysmotstanden til maling og lakkbelegg ble bestemt i tester i henhold til standardene:

GOST 30973-2002 "Polyvinylkloridprofiler for vindus- og dørblokker. Metode for å bestemme motstand mot klimatiske påvirkninger og vurdere holdbarhet." punkt 7.2, tabell 1, anm. 3.

Bestemmelsen av betinget lysmotstand ved en strålingsintensitet på 80±5 W/m2 ble kontrollert av endringer i glansen til belegg og fargekarakteristikker. Fargeegenskapene til beleggene ble bestemt ved bruk av en Spectroton-anordning etter å ha tørket av prøvene med en tørr klut for å fjerne avleiringene som hadde dannet seg.

Endringen i fargen på prøvene under testen ble bedømt av endringen i fargekoordinatene i CIE Lab-systemet, beregnet ΔE. Resultatene er vist i tabell 1.

Tabell 1 - Endring i glans og fargeegenskaper for belegg

Prøve 1 til 4 anses å ha bestått prøvene.

Data er gitt for prøve nr. 4 - 144 timer med UV-bestråling, som tilsvarer GOST 30973-2002 (40 betingede år):

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

Konklusjon:

En lysstrømstyrke på opptil 80±5 W/m2 fører til et kraftig fall i glansen til belegg med 98 % etter 36 timers testing som følge av plakkdannelse. Ettersom testingen fortsetter, skjer det ikke ytterligere tap av glans. Lysfasthet kan karakteriseres i samsvar med GOST 30973-2002 – 40 betingede år.

Fargeegenskapene til belegget er innenfor akseptable grenser og samsvarer med GOST 30973-2002 om prøver nr. 1, nr. 2, nr. 3, nr. 4.

Det er oppnådd komposittmaterialer basert på polypropylen som er motstandsdyktige mot UV-stråling. For å vurdere graden av fotonedbrytning av polypropylen og kompositter basert på det, var hovedverktøyet IR-spektroskopi. Når polymeren brytes ned, brytes kjemiske bindinger og materialet oksiderer. Disse prosessene gjenspeiles i IR-spektrene. Også utviklingen av polymer fotonedbrytningsprosesser kan bedømmes av endringer i strukturen til overflaten utsatt for UV-bestråling. Dette gjenspeiles i endringen i kontaktvinkelen. Polypropylen stabilisert med forskjellige UV-absorbere ble studert ved bruk av IR-spektroskopi og kontaktvinkelmålinger. Bornitrid, flerveggede karbon-nanorør og karbonfibre ble brukt som fyllstoffer for polymermatrisen. IR-absorpsjonsspektra av polypropylen og kompositter basert på det ble oppnådd og analysert. Basert på dataene som ble oppnådd, ble konsentrasjonene av UV-filtre i polymermatrisen som er nødvendige for å beskytte materialet mot fotonedbrytning bestemt. Som et resultat av studiene ble det slått fast at fyllstoffene som ble brukt betydelig reduserer nedbrytningen av overflaten og krystallstrukturen til komposittene.

polypropylen

UV-stråling

nanorør

bornitrid

1. Smith A. L. Anvendt IR-spektroskopi. Grunnleggende, teknikk, analytiske anvendelser. – M.: Mir, 1982.

2. Bertin D., M. Leblanc, S.R.A. Marque, D. Siri. Polypropylennedbrytning: Teoretiske og eksperimentelle undersøkelser // Polymerdegradering og stabilitet. – 2010. – V. 95, I.5. – S. 782-791.

3. Guadagno L., Naddeo C., Raimondo M., Gorrasi G., Vittoria V. Effekt av karbon-nanorør på den fotooksidative holdbarheten til syndiotaktisk polypropylen // Polymerdegradering og stabilitet. – 2010. – V.95, I. 9. – S. 1614-1626.

4. Horrocks A. R., Mwila J., Miraftab M., Liu M., Chohan S. S. Kjønrøks innflytelse på egenskapene til orientert polypropylen 2. Termisk og fotonedbrytning // Polymerdegradering og stabilitet. – 1999. – V. 65, I.1. – S. 25-36.

5. Jia H., Wang H., Chen W. Kombinasjonseffekten av hindrede aminlysstabilisatorer med UV-absorbere på strålingsmotstanden til polypropylen // Strålingsfysikk og kjemi. – 2007. – V.76, I. 7. – S. 1179-1188.

6. Kaczmarek H., Ołdak D., Malanowski P., Chaberska H. Effekt av UV-bestråling med kort bølgelengde på aldring av polypropylen / cellulosesammensetninger // Polymernedbrytning og stabilitet. – 2005. – V.88, I.2. – S. 189-198.

7. Kotek J., Kelnar I., Baldrian J., Raab M. Strukturelle transformasjoner av isotaktisk polypropylen indusert av oppvarming og UV-lys // European Polymer Journal. – 2004. – V.40, I.12. – S. 2731-2738.

1. Introduksjon

Polypropylen brukes på mange områder: i produksjon av filmer (spesielt emballasje), beholdere, rør, deler av teknisk utstyr, som et elektrisk isolasjonsmateriale, i konstruksjon, og så videre. Men når det utsettes for UV-stråling, mister polypropylen sine ytelsesegenskaper på grunn av utviklingen av fotonedbrytningsprosesser. Derfor, for å stabilisere polymeren, brukes ulike UV-absorbere (UV-filtre) - både organiske og uorganiske: dispergert metall, keramiske partikler, karbon-nanorør og fibre.

For å vurdere graden av fotonedbrytning av polypropylen og kompositter basert på det, er hovedverktøyet IR-spektroskopi. Når polymeren brytes ned, brytes kjemiske bindinger og materialet oksiderer. Disse prosessene gjenspeiles i
IR-spektra. Ved antall og plassering av topper i IR-absorpsjonsspektra kan man bedømme stoffets natur (kvalitativ analyse), og etter intensiteten til absorpsjonsbåndene, mengden av stoffet (kvantitativ analyse), og derfor vurdere graden av nedbrytning av materialet.

Også utviklingen av polymer fotonedbrytningsprosesser kan bedømmes av endringer i strukturen til overflaten utsatt for UV-bestråling. Dette gjenspeiles i endringen i kontaktvinkelen.

I dette arbeidet ble polypropylen stabilisert med ulike UV-absorbere studert ved bruk av IR-spektroskopi og kontaktvinkelmålinger.

2. Materialer og eksperimentelle metoder

Følgende materialer og fyllstoffer ble brukt: polypropylen, lavviskositet (TU 214535465768); flerveggede karbon nanorør med en diameter på ikke mer enn 30 nm og en lengde på ikke mer enn 5 mm; høymodul karbonfiber, klasse VMN-4; sekskantet bornitrid.

Prøver med forskjellige massefraksjoner av fyllstoff i polymermatrisen ble oppnådd fra utgangsmaterialene ved bruk av ekstruderingsblandingsmetoden.

Fourier transform infrarød spektrometri ble brukt som en metode for å studere endringer i molekylstrukturen til polymerkompositter under påvirkning av ultrafiolett stråling. Spektrene ble registrert på et Thermo Nicolet 380 spektrometer med et vedlegg for implementering av den svekkede total indre refleksjon (ATR) Smart iTR-metoden med en diamantkrystall. Skytingen ble utført med en oppløsning på 4 cm-1, det analyserte området var i området 4000-650 cm-1. Hvert spekter ble oppnådd ved å beregne gjennomsnittlig 32 passeringer av spektrometerspeilet. Et sammenligningsspektrum ble tatt før hver prøve ble tatt.

For å studere endringer i overflaten til eksperimentelle polymerkompositter under påvirkning av ultrafiolett stråling, ble en metode brukt for å bestemme kontaktvinkelen for fukting med destillert vann. Kontaktvinkelmålinger utføres ved hjelp av KRÜSS EasyDrop DSA20 dråpeformanalysesystem. For å beregne kontaktvinkelen ble Young-Laplace-metoden brukt. I denne metoden vurderes den komplette konturen av dråpen; valget tar ikke bare hensyn til grensesnittsinteraksjonene som bestemmer dråpens kontur, men også det faktum at dråpen ikke blir ødelagt på grunn av væskens vekt. Etter vellykket tilpasning av Young-Laplace-ligningen, bestemmes kontaktvinkelen som hellingen til tangenten ved kontaktpunktet for de tre fasene.

3. Resultater og diskusjon

3.1. Resultater av studier av endringer i molekylstrukturen til polymerkompositter

Spekteret av polypropylen uten fyllstoff (figur 1) inneholder alle linjene som er karakteristiske for denne polymeren. Først av alt er dette vibrasjonslinjene til hydrogenatomer i CH3 og CH2 funksjonelle grupper. Linjer i området med bølgetallene 2498 cm-1 og 2866 cm-1 er ansvarlige for asymmetriske og symmetriske strekkvibrasjoner av metylgruppen (CH3), og linjene 1450 cm-1 og 1375 cm-1 skyldes igjen pga. bøyesymmetriske og asymmetriske vibrasjoner av samme gruppe. Linjene 2916 cm-1 og 2837 cm-1 tilskrives linjene med strekkvibrasjoner av metylengrupper (CH2). Bånd ved bølgetall 1116 cm-1,
998 cm-1, 974 cm-1, 900 cm-1, 841 cm-1 og 809 cm-1 blir vanligvis referert til som regularitetsbånd, det vil si linjer forårsaket av områder med regularitet av polymeren; de kalles også noen ganger krystallinitetsbånd. Det er verdt å merke seg tilstedeværelsen av en linje med lav intensitet i området 1735 cm-1, som skal tilskrives vibrasjoner av C=O-bindingen, som kan være assosiert med svak oksidasjon av polypropylen under presseprosessen. Spekteret inneholder også bånd som er ansvarlige for dannelsen av C=C dobbeltbindinger
(1650-1600 cm-1), som dukket opp etter bestråling av prøven med UV-stråling. I tillegg er denne spesielle prøven preget av den maksimale intensiteten til C=O-linjen.

Figur 1. IR-spektra av polypropylen etter testing for motstand mot ultrafiolett stråling

Som et resultat av eksponering for UV-stråling på kompositter fylt med bornitrid, dannes C=O-bindinger (1735-1710 cm-1) av forskjellig natur (aldehyd, keton, eter). Spektrene av prøver av ren polypropylen og polypropylen som inneholder 40 % og 25 % bornitrid bestrålt med UV-stråling inneholder bånd som vanligvis er ansvarlige for dannelsen av C=C-dobbeltbindinger (1650-1600 cm-1). Regelmessighetsbåndene (krystallinitet) i området med bølgetall 1300-900 cm-1 på prøver av polymerkompositter utsatt for UV-bestråling er merkbart utvidet, noe som indikerer delvis nedbrytning av den krystallinske strukturen til polypropylen. Men med en økning i fyllingsgraden av polymerkomposittmaterialer med sekskantet bornitrid, reduseres nedbrytningen av den krystallinske strukturen til polypropylen. UV-eksponering førte også til en økning i hydrofilisiteten til overflaten av prøvene, som uttrykkes i nærvær av en bred linje av hydroxogruppen i området 3000 cm-1.

Figur 2. IR-spektra av en polymerkompositt basert på polypropylen med 25 % (vekt) sekskantet bornitrid etter testing for motstand mot ultrafiolett stråling

Spektrene til polypropylen fylt med en 20 % (masse) blanding av karbonfibre og nanorør før og etter testing er praktisk talt ikke forskjellige fra hverandre, først og fremst på grunn av spektrumforvrengning på grunn av den sterke absorpsjonen av IR-stråling av karbonkomponenten i materialet .

Basert på dataene som er oppnådd, kan det bedømmes at prøvene av kompositter basert på polypropylen, VMN-4 karbonfiber og karbon nanorør inneholder et lite antall C=O-bindinger, på grunn av tilstedeværelsen av en topp i området 1730 cm -1, men det er pålitelig å bedømme antallet av disse bindingene i prøver er ikke mulig på grunn av forvrengninger av spektrene.

3.2. Resultater av en studie av endringer i overflaten til polymerkompositter

Tabell 1 presenterer resultatene av en studie av endringer i overflaten til eksperimentelle prøver av polymerkompositter fylt med sekskantet bornitrid. Analyse av resultatene lar oss konkludere med at fylling av polypropylen med sekskantet bornitrid øker motstanden til overflaten av polymerkompositter mot ultrafiolett stråling. En økning i fyllingsgraden fører til mindre nedbrytning av overflaten, manifestert i en økning i hydrofilisitet, som er i god overensstemmelse med resultatene av å studere endringer i molekylstrukturen til eksperimentelle prøver av polymerkompositter.

Tabell 1. Resultater av endringer i kontaktvinkelen til overflaten til polymerkompositter fylt med sekskantet bornitrid som et resultat av testing av motstand mot ultrafiolett stråling

Analyse av resultatene av å studere endringer i overflaten av eksperimentelle prøver av polymerkompositter fylt med en blanding av karbonfibre og nanorør (tabell 2) lar oss konkludere med at å fylle polypropylen med karbonmaterialer gjør disse polymerkomposittene motstandsdyktige mot ultrafiolett stråling. Denne faktaen Dette forklares av det faktum at karbonmaterialer aktivt absorberer ultrafiolett stråling.

Tabell 2. Resultater av endringer i overflatekontaktvinkelen til polymerkompositter fylt med karbonfiber og nanorør på grunn av motstandstesting mot ultrafiolett stråling

4. Konklusjon

I følge resultatene av en studie av motstanden til polypropylenbaserte kompositter mot ultrafiolett stråling, reduserer tilsetningen av sekskantet bornitrid til polymeren nedbrytningen av overflaten og krystallstrukturen til komposittene betydelig. Imidlertid absorberer karbonmaterialer aktivt ultrafiolett stråling, og sikrer dermed høy motstand av kompositter basert på polymerer og karbonfibre og nanorør mot ultrafiolett stråling.

Arbeidet ble utført innenfor rammen av det føderale målprogrammet "Forskning og utvikling i prioriterte utviklingsområder av det vitenskapelige og teknologiske komplekset i Russland for 2007-2013", Statskontrakt datert 8. juli 2011 nr. 16.516.11.6099.

Anmeldere:

Serov G.V., lege tekniske vitenskaper, professor ved Institutt for funksjonelle nanosystemer og høytemperaturmaterialer ved NUST MISIS, Moskva.

Kondakov S. E., doktor i tekniske vitenskaper, seniorforsker ved Institutt for funksjonelle nanosystemer og høytemperaturmaterialer ved NUST MISIS, Moskva.

Bibliografisk lenke

Hovedtrekk:

• Estetiske/visuelle egenskaper;
• Farge;
• Skinne;
• Overflaten er glatt, strukturert, kornete...;
• Ytelsesegenskaper;
• Formbarhet og generelle mekaniske egenskaper;
• Korrosjonsbestandighet;
• UV motstand.

Alle disse egenskapene kontrolleres enten under produksjonsprosessen eller etter den, og kan verifiseres ved ulike tester og målinger.

Produktspesifikasjonene er basert på disse testene.

1. Mekaniske egenskaper til maling

Nødvendige egenskaper:

Støpemetoder:

• bøying;
• Profilering;
• Dyp tegning.

Kontaktverktøy med organisk belegg:

• Slitestyrke;
• Smøreegenskaper til maling.

Behandlingstemperatur minimum 16°C

2. Mekaniske egenskaper: Fleksibilitet

T-bøyning

En flat prøve av farget materiale bøyes parallelt med rulleretningen. Handlingen gjentas for å oppnå en stadig mindre stiv bøyeradius.

Adhesjonen og fleksibiliteten til beleggsystemet bestemmes i bøyedeformasjonsmodus (eller strekkmodus) ved romtemperatur (23°C ± 2°C).

Resultatene uttrykkes for eksempel (0,5 WPO og 1,5T WC).

Slagprøve

En flat prøve av malt materiale deformeres ved støt med en 20 mm halvkuleformet stanse som veier 2 kg. Fallhøyden bestemmer slagenergien. Beleggets vedheft og fleksibilitet er testet.

Det malte materialets evne til å motstå rask deformasjon og støt (motstand mot beleggavskalling og sprekker) vurderes.

3. Mekaniske egenskaper: Hardhet

Blyanthardhet

Blyanter med varierende hardhet (6B - 6H) beveger seg langs overflaten av belegget under konstant belastning.

Overflatehardheten vurderes med en "blyant".

Klemen hardhet (ripetest)

En innrykk med en diameter på 1 mm beveger seg langs overflaten med konstant hastighet. Ulike belastninger kan påføres på toppen (fra 200 g til 6 kg).

Ulike egenskaper bestemmes: beleggets hardhet ved riper, friksjonsegenskaper, vedheft til underlaget.

Resultatene avhenger av tykkelsen på det malte produktet.

Taber-hardhet (slitestyrketest)

En flat prøve av farget materiale roteres under to slipehjul montert parallelt. Slitasje oppnås ved sirkulær bevegelse av testpanelet og konstant belastning.

Taber-hardhet er motstanden mot slitasje på grunn av grov kontakt.

Måling av spenning på metallfliser viser at deformasjoner i enkelte områder kan være svært sterke.

Lengdestrekning kan nå 40%.

Krymping i tverrretningen kan nå 35%.

5. Mekaniske egenskaper: et eksempel på deformasjon ved produksjon av metallfliser.

Marcignac test:

1. trinn: deformasjon i Marcignac-enheten;

2. trinns aldring i et klimakammer (tropisk test).

For å reprodusere i liten skala de mest alvorlige deformasjonene observert på industrielle takstein.

For å simulere malingaldring etter profilering og evaluere ytelsen til malingssystemer.

6. Korrosjonsbestandighet.

Korrosjonsbestandigheten til malte produkter avhenger av:

Miljø (temperatur, fuktighet, nedbør, aggressive stoffer, som klorider...);

Arten og tykkelsen til det organiske belegget;

Arten og tykkelsen på metallbasen;

Overflatebehandlinger.

Korrosjonsmotstand kan måles:

Akselererte tester:

Ulike akselererte tester kan utføres under forskjellige "enkle" (kunstig skapte) aggressive forhold.

Naturlig påvirkning:

Mulig eksponering for ulike miljøer: maritimt klima, tropiske, kontinentale, industrielle forhold...

7. Korrosjonsbestandighet: akselerert testing

Saltprøve

Den malte prøven utsettes for en kontinuerlig saltspray (kontinuerlig spraying av en 50 g/l natriumkloridløsning ved 35°C);

Testvarigheten varierer fra 150 til 1000 timer avhengig av produktspesifikasjonen;

Evnen til korrosjonshemmere (moderatorer) til å blokkere anodiske og katodiske reaksjoner ved kanter og risiko;

Våt jord vedheft;

Kvaliteten på overflatebehandling gjennom dens følsomhet for en økning i pH-nivå.

8. Korrosjonsbestandighet: akselerert testing

Motstand mot kondens, QST-test

En flat malt prøve utsettes for kondensforhold (på den ene siden utsettes panelet for en fuktig atmosfære ved 40°C, den andre siden holdes i romforhold).

Fuktbestandighet, KTW-test

En flat malt prøve utsettes for syklisk eksponering (40°C > 25°C) i en mettet vandig atmosfære;

Etter testing bestemmes utseendet av bobler på metallet i testprøven;

Våt vedheft av jord og overflatebehandlingslag;

Barriereeffekt av det ytre lagbelegget og dets porøsitet.

Korrosjonstest av interne spolevendinger

En flat malt prøve plasseres under en belastning på 2 kg i en pakke med andre prøver og utsettes for syklisk eksponering (25°C, 50%RH > 50°C eller 70°C, 95%RH);

Ekstreme forhold som fører til korrosjon mellom omdreininger på rullen under transport eller lagring (våt jordadhesjon, barriereeffekt av topplaget belegg og porøsitet i lukkede bunter).

90° nord	5° sør

10. Korrosjonsbestandighet: Åpen eksponering (Holdbarhetsstandarder: EN 10169)

I henhold til EN 10169 skal produkter for utendørs konstruksjoner utsettes for miljøet i minimum 2 år.

Egenskaper som kreves for RC5: 2mm og 2S2, hovedsakelig under baldakin (90°C prøve) og i overlappende områder (5° prøve).

11. Motstand mot UV-eksponering (fading)

Etter korrosjon er UV-eksponering den andre store trusselen mot holdbarheten til malte materialer.

Begrepet "UV-fading" refererer til endringen i malingsutseende (hovedsakelig farge og glans) over tid.

Ikke bare eksponering for UV-stråling forringer malingskvaliteten, men også andre miljøpåvirkninger:

Sollys - UV, synlige og infrarøde områder;

Fuktighet – tidspunkt for overflatefukting, relativ fuktighet;

Temperatur - sprekkmotstand - maksimale verdier og daglige varme-/kjølesykluser;

Vind, regn - sand slitasje;

Salt – industri-, kystområder;

Smuss – effekten av jord og forurensninger...

12. UV-fading

Akselerert UV-motstandstest

Hvordan utføres testen?

Standarder: EN 10169;

En flat OS-prøve blir utsatt for UV-stråling;

UV-bestråling;

Mulige perioder med kondens;

2000 timers eksponering (4H kondensasjonssykluser 40°C/4H bestråling ved 60°C med stråling 0,89V/m2 ved 340 nm);

Etter testing bestemmes endringer i farge og glans.

13. UV-motstand

- EN 10169: Akselerert testing

- EN 10169: Miljøeksponering:

Kun sideveis påvirkning på prøven i 2 år på steder med fast solstrålingsenergi (minst 4500 MJ/m2/år) > Guadeloupe, Florida, Sanari, etc...