Materialele laminate sunt rezistente la radiațiile UV. Probleme moderne ale științei și educației

Clorura de polivinil rigidă (neplastifiată) a fost prima care a apărut pe piața publicitară din Rusia și, în ciuda gamei tot mai mari de materiale polimerice oferite în fiecare an, aceasta continuă să mențină constant o poziție de lider în unele domenii ale producției de publicitate. Acest lucru se explică prin prezența unui set de proprietăți în PVC care sunt necesare pentru a rezolva diverse probleme și pentru a satisface cele mai stricte cerințe pentru materialele structurale de acest tip.

PVC-ul se caracterizează prin rezistență naturală la radiațiile ultraviolete, atacul chimic, coroziunea mecanică și deteriorarea contactului. Pe o perioadă lungă de utilizare în aer liber, nu își pierde proprietățile originale. Nu absoarbe umiditatea atmosferică și, în consecință, nu este predispus la condens la suprafață. Printre toate celelalte materiale plastice, are o rezistență unică la foc. În condiții normale de funcționare, nu prezintă niciun pericol pentru oameni sau mediu inconjurator. Ușor prelucrat, format (material compact), sudat și lipit. Când aplicați film, nu este nevoie să vă gândiți la „capcane” - PVC fără intervenție umană nu va prezenta „surprize”.

Dezavantajele clorurii de polivinil includ:

• rezistența pe termen scurt a modificărilor de culoare la lumina soarelui (acest lucru nu se aplică materialelor cu stabilizare suplimentară UV);
• posibila prezență a agenților de eliberare de suprafață în materiale de origine necunoscută care necesită îndepărtare;
• rezistență limitată la îngheț (până la -20 ° C), ceea ce nu este întotdeauna confirmat în practică (sub rezerva tuturor reguli tehnologice fabricarea structurilor și instalarea acestora, în absența unor sarcini mecanice semnificative, PVC-ul se comportă stabil chiar și la temperaturi mai scăzute);
• un coeficient mai mare de dilatare termică liniară în comparație cu multe alte materiale polimerice, adică o gamă mai largă de distorsiuni dimensionale;
• grad insuficient de mare de transmisie a luminii a materialului transparent (aprox. 88%);
• cerințe crescute pentru eliminare: fumul și produsele de ardere sunt periculoase pentru oameni și mediu.

Clorura de polivinil rigidă este produsă în diferite modificări numai prin extrudare. Gamă largă de foi din PVC, inclusiv:

• compact și spumat;
• cu suprafata lucioasa si mata;
• alb, colorat, transparent și translucid;
• plat și în relief;
• design standard și rezistență crescută la încovoiere,

permite utilizarea acestui material în aproape orice domeniu de producție publicitară.

Tatiana Dementieva
Inginer de proces

IN SI. Tretiakov, L.K. Bogomolova, O.A. Krupinina

Unul dintre cele mai agresive tipuri de impact operațional asupra polimerului Materiale de construcție este iradierea UV.

Pentru a evalua durabilitatea materialelor de construcție polimerice, sunt utilizate atât teste de laborator la scară completă, cât și teste accelerate.

Dezavantajul primului este durata mare a testului, imposibilitatea izolării influenței unui factor separat, precum și dificultatea luării în considerare a fluctuațiilor anuale ale influențelor atmosferice.

Avantajul testelor de laborator accelerate este că pot fi efectuate într-un timp scurt. În același timp, în unele cazuri este posibil să se descrie dependențele obținute ale modificărilor proprietăților în timp folosind modele matematice binecunoscute și să se prezică durabilitatea lor pe perioade mai lungi de funcționare.

Scopul acestei lucrări a fost acela de a evalua rezistența la iradierea UV în condițiile regiunii Krasnodar a probelor. albțesătură din polipropilenă laminată cu aditivi speciali în cel mai scurt timp posibil.

Țesătura din polipropilenă laminată este utilizată pentru protecția temporară a structurilor de clădiri ridicate și reconstruite, precum și elemente individuale din influențele atmosferice.

Rezistența materialului la iradierea UV a fost evaluată prin modificarea rezistenței la tracțiune conform GOST 26782002 pe probe - benzi, dimensiuni (50x200) ± 2 mm și modificarea aspect(vizual).

Valoarea limită a îmbătrânirii materialului este considerată o reducere a rezistenței sale la 40% din valoarea inițială.

Testele de rezistență la tracțiune au fost efectuate pe o mașină de testare universală „ZWICK Z005” (Germania). Rezistența inițială la tracțiune a probelor testate a fost

115 N/cm. „ „

" Poza 1.

Iradierea ultravioletă a imaginii - ORIGINAL0

probe de material au fost efectuate într-un aparat de iradiere

vreme artificială (AIP) tip „Xenotest” cu un emițător de xenon DKSTV-6000 în conformitate cu GOST 23750-79 cu un sistem de răcire cu apă și o manta de sticlă de cuarț. Intensitatea radiației în intervalul de lungimi de undă 280-400 nm a fost de 100 W/m2. Doza orară de radiație UV (O) este de 360 ​​kJ/m2 pentru acest regim spectral.

În timpul expunerii la AIP, intensitatea iradierii tisulare a fost controlată cu un intensimetru - un dozimetru de la compania „OBKDM” (Germania).

Probele au fost iradiate continuu timp de 144 ore (6 zile). Probele au fost îndepărtate pentru a evalua modificările rezistenței la tracțiune la anumite intervale de timp. Dependența rezistenței reziduale la tracțiune (în %) de valoarea inițială a țesăturii de polipropilenă laminată de timpul de iradiere în AIP este prezentată în Figura 1.

După prelucrarea matematică a datelor obținute folosind metoda celor mai mici pătrate, rezultatele experimentale obținute sunt rezumate prin dependența liniară prezentată în Figura 2.

20 40 60 80 100 120 140 160 Dependența rezistenței reziduale la tracțiune (în %) de valoarea țesăturii din polipropilenă laminată la timp în AIP

materiale si structuri de constructii

Observatorul teorologic al Universității de Stat din Moscova este de 120.000 kJ/m2 an (O f M)

În același timp, în literatură nu există date privind doza anuală a părții UV a radiației solare în Teritoriul Krasnodar (Ouf k k). Valorile Osum de mai sus pentru Moscova și Teritoriul Krasnodar fac posibilă calcularea aproximativă a dozei anuale totale de radiații UV pentru Teritoriul Krasnodar folosind următoarea formulă:

O f -O k /O

uf M sum K.k"

Figura 2. Dependența liniară a rezistenței reziduale la tracțiune a țesăturii din polipropilenă laminată de logaritmul timpului de iradiere în AIP

1 - valori experimentale; 2 - valorile calculate folosind ecuația (1)

prin urmare,

Din k = 1200001,33 =

160320 kJ/m2an

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

unde P% rest este rezistența reziduală la tracțiune (în%) după iradierea UV; P0 - valoarea initiala a rezistentei la tractiune (in%) egala cu 100; 22,64 - o valoare egală numeric cu tangentei dreptei în coordonate: rezistența reziduală la rupere (în%) - logaritmul timpului de iradiere în AIP; T - timpul de iradiere în AIP, în ore.

Rezultatele prelucrării matematice (vezi ecuația (1) și Figura 2) ne permit să extrapolăm datele obținute pe o perioadă mai lungă de testare.

Analiza rezultatelor obținute arată că o scădere a rezistenței reziduale a țesăturii din polipropilenă laminată la 40% va avea loc după 437 de ore de iradiere. În acest caz, doza totală de radiație UV va fi de 157320 kJ/m2.

O evaluare vizuală a aspectului materialului iradiat arată că după 36 de ore de iradiere țesutul are o structură mai densă, devine mai puțin liber și mai puțin strălucitor. Odată cu iradierea ulterioară, rigiditatea și densitatea țesutului cresc.

Conform GOST 16350-80, doza totală de radiație solară (Osumm) pentru climatul cald moderat cu ierni blânde din regiunea Krasnodar (GOST, tabelul 17) este de 4910 MJ/m2 (Osum Kk), iar pentru climatul temperat de Moscova - 3674 MJ/m2 (Osum M ). Doza anuală a părții UV a radiației solare conform metropolitanului Moscovei

O comparație a dozei anuale de iradiere UV pentru regiunea Krasnodar (160320 kJ/m2) cu doza de iradiere UV în condiții de laborator (157320 kJ/m2) ne permite să concluzionam că în condiții naturale rezistența materialului va scădea până la 40% din valoarea inițială sub influența expunerii UV în aproximativ un an.

Concluzii. Pe baza materialului prezentat se pot trage următoarele concluzii.

1. S-a studiat rezistența probelor de țesătură din polipropilenă laminată în scopuri de construcție la iradierea UV în condiții de laborator.

2. Doza anuală de radiație UV pentru regiunea Krasnodar a fost determinată prin calcul la 160320 kJ/m2.

3. Pe baza rezultatelor testelor de laborator timp de 144 de ore (6 zile), s-a constatat că modificarea rezistenței la tracțiune sub influența iradierii UV este descrisă de o dependență logaritmică liniară, ceea ce a făcut posibilă utilizarea acesteia pentru prezice rezistența la lumină a țesăturii polimerice.

4. Pe baza dependenței obținute, s-a determinat că o scădere a rezistenței țesăturii din polipropilenă laminată în scopuri de construcție la un nivel critic sub influența iradierii UV în condiții naturale în regiunea Krasnodar va avea loc în aproximativ un an.

Literatură

1. GOST 2678-94. Materiale laminate pentru acoperișuri și hidroizolații. Metode de testare.

materiale si structuri de constructii

2. GOST 23750-79. Dispozitive meteorologice artificiale care folosesc emițători de xenon. Cerințe tehnice generale.

3. GOST 16350-80. Clima URSS. Zonarea și parametrii statistici ai factorilor climatici în scopuri tehnice.

4. Culegere de observații de la observatorul meteorologic al Universității de Stat din Moscova. M.: Editura Universității de Stat din Moscova, 1986.

O metodă accelerată de evaluare a rezistenței UV a țesăturii din polipropilenă laminată în scopuri de construcție

Evaluarea rezistenței la lumină a probelor de țesătură din polipropilenă laminată în scopuri de construcție la efectele iradierii UV în condiții de laborator prin reducerea rezistenței la tracțiune a materialului testat la valoarea limită de 40%, o dependență liniară a rezistenței reziduale de iradiere. timpul într-un aparat meteorologic artificial a fost obținut în coordonate logaritmice.

Pe baza dependenței obținute, s-a determinat că o scădere a rezistenței țesăturii laminate din polipropilenă în scopuri de construcție la un nivel critic sub influența iradierii UV în condiții naturale ale Teritoriului Krasnodar va avea loc în aproximativ un an.

Metoda accelerată de estimare a rezistenței țesăturilor laminate din polipropilenă pentru numirea clădirii la iradierea ultravioletă

de V.G. Tretiakov, L.K. Bogomolova, O.A. Krupinina

Pentru o estimare a rezistenței la lumină a probelor de țesături din polipropilenă laminată pentru construcție, numirea la iradierea ultravioletă, influența in vitro asupra durabilității scade la o întindere a materialului testat până la o valoare limită de 40%, dependența liniară a durabilității reziduale de timpul de iradiere în dispozitivul de se primește vreme artificială în coordonate logaritmice.

Pe baza dependenței primite, s-a definit că scăderea durabilității țesăturilor din polipropilenă laminată pentru construirea la un nivel critic sub influența iradierii ultraviolete în condițiile naturale ale teritoriului Krasnodar ar avea loc aproximativ într-un an.

Cuvinte cheie: rezistență la lumină, iradiere ultravioletă, prognoză, nivel critic de rezistență, climă, țesătură din polipropilenă laminată.

Cuvinte cheie: rezistență la lumină, iradiere ultravioletă, prognoză, nivel critic de durabilitate, climă, țesătură din polipropilenă laminată.

Rezistența emailurilor la decolorare

Rezistența condiționată la lumină a fost determinată pe mostre de email gri închis RAL 7016 pe un profil PVC REHAU BLITZ.

Rezistența la lumină condiționată a stratului de vopsea și lac a fost determinată în teste în conformitate cu standardele:

GOST 30973-2002 "Profile de policlorură de vinil pentru blocuri de ferestre și uși. Metodă pentru determinarea rezistenței la influențele climatice și evaluarea durabilității." clauza 7.2, tabelul 1, nota. 3.

Determinarea rezistenței la lumină condiționată la o intensitate de radiație de 80±5 W/m2 a fost controlată de modificări ale luciului acoperirilor și ale caracteristicilor culorii. Caracteristicile de culoare ale acoperirilor au fost determinate folosind un dispozitiv Spectroton după ștergerea probelor cu o cârpă uscată pentru a îndepărta depunerile care s-au format.

Modificarea culorii probelor în timpul testului a fost judecată prin modificarea coordonatelor de culoare în sistemul CIE Lab, calculând ΔE. Rezultatele sunt prezentate în tabelul 1.

Tabelul 1 - Modificarea caracteristicilor de luciu și culoare ale acoperirilor

Se consideră că probele de la 1 la 4 au trecut testele.

Datele sunt date pentru proba nr. 4 - 144 de ore de iradiere UV, care corespunde GOST 30973-2002 (40 de ani condiționati):

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

Concluzie:

O putere a fluxului luminos de până la 80±5 W/m2 duce la o scădere bruscă a luciului acoperirilor cu 98% după 36 de ore de testare ca urmare a formării plăcii. Pe măsură ce testarea continuă, nu mai apare nicio pierdere a luciului. Rezistența la lumină poate fi caracterizată în conformitate cu GOST 30973-2002 - 40 de ani condiționati.

Caracteristicile de culoare ale acoperirii sunt în limite acceptabile și respectă GOST 30973-2002 privind probele nr. 1, nr. 2, nr. 3, nr. 4.

S-au obtinut materiale compozite pe baza de polipropilena rezistente la radiatiile UV. Pentru a evalua gradul de fotodegradare a polipropilenei și a compozitelor pe baza acestuia, principalul instrument a fost spectroscopia IR. Când polimerul se degradează, legăturile chimice sunt rupte și materialul se oxidează. Aceste procese sunt reflectate în spectrele IR. De asemenea, desfășurarea proceselor de fotodegradare a polimerului poate fi judecată prin modificări ale structurii suprafeței expuse la iradierea UV. Acest lucru se reflectă în modificarea unghiului de contact. Polipropilena stabilizată cu diverși absorbanți UV a fost studiată utilizând spectroscopie IR și măsurători ale unghiului de contact. Nitrura de bor, nanotuburi de carbon cu pereți multipli și fibre de carbon au fost folosite ca umpluturi pentru matricea polimerică. Au fost obținute și analizate spectrele de absorbție IR ale polipropilenei și compozitelor pe baza acesteia. Pe baza datelor obținute s-au determinat concentrațiile de filtre UV din matricea polimerică necesare pentru protejarea materialului de fotodegradare. În urma studiilor, s-a stabilit că umpluturile utilizate reduc semnificativ degradarea suprafeței și a structurii cristaline a compozitelor.

polipropilenă

radiații UV

nanotuburi

nitrură de bor

1. Smith A. L. Spectroscopie IR aplicată. Fundamente, tehnică, aplicații analitice. – M.: Mir, 1982.

2. Bertin D., M. Leblanc, S. R. A. Marque, D. Siri. Degradarea polipropilenei: investigații teoretice și experimentale // Degradarea și stabilitatea polimerului. – 2010. – V. 95, I.5. – P. 782-791.

3. Guadagno L., Naddeo C., Raimondo M., Gorrasi G., Vittoria V. Effect of carbon nanotubes on the photo-oxidative durability of syndiotactic polypropylene // Polymer Degradation and Stability. – 2010. – V.95, I. 9. – P. 1614-1626.

4. Horrocks A. R., Mwila J., Miraftab M., Liu M., Chohan S. S. Influența negrului de fum asupra proprietăților polipropilenei orientate 2. Termică și fotodegradare // Degradarea și stabilitatea polimerului. – 1999. – V. 65, I.1. – P. 25-36.

5. Jia H., Wang H., Chen W. Efectul de combinație al stabilizatorilor de lumină cu amine împiedicate cu absorbanții UV asupra rezistenței la radiații a polipropilenei // Fizica și chimia radiațiilor. – 2007. – V.76, I. 7. – P. 1179-1188.

6. Kaczmarek H., Ołdak D., Malanowski P., Chaberska H. Efectul iradierii UV cu lungime de undă scurtă asupra îmbătrânirii compozițiilor de polipropilenă / celuloză // Degradarea și stabilitatea polimerului. – 2005. – V.88, I.2. – P. 189-198.

7. Kotek J., Kelnar I., Baldrian J., Raab M. Structural transformations of isotactic polypropylene induced by heating and UV light // European Polymer Journal. – 2004. – V.40, I.12. – P. 2731-2738.

1. Introducere

Polipropilena este utilizată în multe domenii: în producția de filme (în special ambalaje), containere, țevi, piese de echipamente tehnice, ca material electroizolant, în construcții și așa mai departe. Cu toate acestea, atunci când este expusă la radiații UV, polipropilena își pierde caracteristicile de performanță din cauza dezvoltării proceselor de fotodegradare. Prin urmare, pentru stabilizarea polimerului, se folosesc diverși absorbanți UV (filtre UV) - atât organici, cât și anorganici: metal dispersat, particule ceramice, nanotuburi de carbon și fibre.

Pentru a evalua gradul de fotodegradare a polipropilenei și a compozitelor pe baza acestuia, principalul instrument este spectroscopia IR. Când polimerul se degradează, legăturile chimice sunt rupte și materialul se oxidează. Aceste procese se reflectă în
spectre IR. După numărul și poziția vârfurilor în spectrele de absorbție IR, se poate aprecia natura substanței (analiza calitativă), și după intensitatea benzilor de absorbție, cantitatea de substanță (analiza cantitativă) și, prin urmare, se poate aprecia gradul de degradare a materialului.

De asemenea, desfășurarea proceselor de fotodegradare a polimerului poate fi judecată prin modificări ale structurii suprafeței expuse la iradierea UV. Acest lucru se reflectă în modificarea unghiului de contact.

În această lucrare, polipropilena stabilizată cu diverși absorbanți UV a fost studiată utilizând spectroscopie IR și măsurători ale unghiului de contact.

2. Materiale și metode experimentale

Au fost utilizate următoarele materiale și materiale de umplutură: polipropilenă, cu vâscozitate scăzută (TU 214535465768); nanotuburi de carbon cu pereți multipli, cu un diametru de cel mult 30 nm și o lungime de cel mult 5 mm; fibră de carbon cu modul înalt, grad VMN-4; nitrură de bor hexagonală.

Probele cu diferite fracțiuni de masă de umplutură în matricea polimerică au fost obținute din materiile prime folosind metoda de amestecare prin extrudare.

Spectrometria infraroșu cu transformată Fourier a fost folosită ca metodă de studiu a modificărilor structurii moleculare a compozitelor polimerice sub influența radiației ultraviolete. Spectrele au fost înregistrate pe un spectrometru Thermo Nicolet 380 cu un atașament pentru implementarea metodei Smart iTR de reflexie internă totală atenuată (ATR) cu un cristal de diamant. Fotografierea a fost efectuată cu o rezoluție de 4 cm-1, zona analizată a fost în intervalul 4000-650 cm-1. Fiecare spectru a fost obținut prin media a 32 de treceri ale oglinzii spectrometrului. A fost luat un spectru de comparație înainte de prelevarea fiecărei probe.

Pentru a studia modificările suprafeței compozitelor polimerice experimentale sub influența radiației ultraviolete, a fost utilizată o metodă pentru a determina unghiul de contact de umectare cu apa distilată. Măsurătorile unghiului de contact sunt efectuate folosind sistemul de analiză a formei picăturii KRÜSS EasyDrop DSA20. Pentru a calcula unghiul de contact s-a folosit metoda Young-Laplace. În această metodă, se evaluează conturul complet al picăturii; selecția ține cont nu numai de interacțiunile interfaciale care determină conturul picăturii, ci și de faptul că picătura nu este distrusă din cauza greutății lichidului. După ajustarea cu succes a ecuației Young-Laplace, unghiul de contact este determinat ca panta tangentei în punctul de contact al celor trei faze.

3. Rezultate si discutii

3.1. Rezultatele studiilor privind modificările structurii moleculare a compozitelor polimerice

Spectrul polipropilenei fără umplutură (Figura 1) conține toate liniile caracteristice acestui polimer. În primul rând, acestea sunt liniile de vibrație ale atomilor de hidrogen din grupele funcționale CH3 și CH2. Liniile din zona numerelor de undă 2498 cm-1 și 2866 cm-1 sunt responsabile pentru vibrațiile de întindere asimetrice și simetrice ale grupului metil (CH3), iar liniile 1450 cm-1 și 1375 cm-1, la rândul lor, se datorează încovoiere vibraţii simetrice şi asimetrice ale aceluiaşi grup . Liniile 2916 cm-1 și 2837 cm-1 sunt atribuite liniilor de vibrații de întindere ale grupărilor metilen (CH2). Benzi la numere de undă 1116 cm-1,
998 cm-1, 974 cm-1, 900 cm-1, 841 cm-1 și 809 cm-1 sunt denumite de obicei benzi de regularitate, adică linii cauzate de regiunile de regularitate ale polimerului; ele sunt uneori numite și benzi de cristalinitate. Este de remarcat prezența unei linii de intensitate scăzută în regiunea de 1735 cm-1, care ar trebui atribuită vibrațiilor legăturii C=O, care pot fi asociate cu o ușoară oxidare a polipropilenei în timpul procesului de presare. Spectrul conține, de asemenea, benzi responsabile pentru formarea dublelor legături C=C
(1650-1600 cm-1), care a apărut după iradierea probei cu radiații UV. În plus, această probă specială este caracterizată de intensitatea maximă a liniei C=O.

Figura 1. Spectrele IR ale polipropilenei după testarea rezistenței la radiațiile ultraviolete

Ca urmare a expunerii la radiațiile UV pe compozitele umplute cu nitrură de bor, se formează legături C=O (1735-1710 cm-1) de diferite naturi (aldehidă, cetonă, eter). Spectrele probelor de polipropilenă pură și polipropilenă care conțin 40% și 25% nitrură de bor iradiate cu radiații UV conțin benzi de obicei responsabile pentru formarea dublelor legături C=C (1650-1600 cm-1). Benzile de regularitate (cristalinitate) în regiunea numerelor de undă 1300-900 cm-1 pe probele de compozite polimerice expuse la iradiere UV sunt lărgite vizibil, ceea ce indică degradarea parțială a structurii cristaline a polipropilenei. Cu toate acestea, odată cu creșterea gradului de umplere a materialelor compozite polimerice cu nitrură de bor hexagonală, degradarea structurii cristaline a polipropilenei scade. Expunerea la UV a condus, de asemenea, la o creștere a hidrofilității suprafeței probelor, care este exprimată în prezența unei linii largi a grupului hidroxo în regiunea de 3000 cm-1.

Figura 2. Spectrele IR ale unui compozit polimeric pe bază de polipropilenă cu 25% (greutate) nitrură de bor hexagonală după testarea rezistenței la radiațiile ultraviolete

Spectrele de polipropilenă umplute cu un amestec de 20% (masă) de fibre de carbon și nanotuburi înainte și după testare nu sunt practic diferite unele de altele, în primul rând din cauza distorsiunii spectrului din cauza absorbției puternice a radiației IR de către componenta de carbon a materialului. .

Pe baza datelor obținute, se poate aprecia că probele de compozite pe bază de polipropilenă, fibră de carbon VMN-4 și nanotuburi de carbon conțin un număr mic de legături C=O, datorită prezenței unui vârf în regiunea de 1730 cm. -1, cu toate acestea, este de încredere să se judece numărul acestor legături din probe nu este posibilă din cauza distorsiunilor spectrelor.

3.2. Rezultatele unui studiu al modificărilor suprafeței compozitelor polimerice

Tabelul 1 prezintă rezultatele unui studiu al modificărilor suprafeței probelor experimentale de compozite polimerice umplute cu nitrură de bor hexagonală. Analiza rezultatelor ne permite să concluzionăm că umplerea polipropilenei cu nitrură de bor hexagonală crește rezistența suprafeței compozitelor polimerice la radiațiile ultraviolete. O creștere a gradului de umplere duce la o degradare mai mică a suprafeței, manifestată printr-o creștere a hidrofilității, care este în bună concordanță cu rezultatele studierii modificărilor structurii moleculare a probelor experimentale de compozite polimerice.

Tabel 1. Rezultatele modificărilor unghiului de contact al suprafeței compozitelor polimerice umplute cu nitrură de bor hexagonală ca rezultat al testării rezistenței la radiațiile ultraviolete

Analiza rezultatelor studierii modificărilor de suprafață a probelor experimentale de compozite polimerice umplute cu un amestec de fibre de carbon și nanotuburi (Tabelul 2) ne permite să concluzionăm că umplerea polipropilenei cu materiale de carbon face ca aceste compozite polimerice să fie rezistente la radiațiile ultraviolete. Acest lucru Acest lucru se explică prin faptul că materialele de carbon absorb activ radiațiile ultraviolete.

Tabel 2. Rezultatele modificărilor unghiului de contact al suprafeței compozitelor polimerice umplute cu fibră de carbon și nanotuburi datorită testării rezistenței la radiații ultraviolete

4. Concluzie

Conform rezultatelor unui studiu al rezistenței compozitelor pe bază de polipropilenă la radiațiile ultraviolete, adăugarea de nitrură de bor hexagonală la polimer reduce semnificativ degradarea suprafeței și a structurii cristaline a compozitelor. Cu toate acestea, materialele de carbon absorb activ radiațiile ultraviolete, asigurând astfel o rezistență ridicată a compozitelor pe bază de polimeri și fibre de carbon și nanotuburi la radiațiile ultraviolete.

Lucrarea a fost realizată în cadrul programului țintă federal „Cercetare și dezvoltare în domenii prioritare de dezvoltare a complexului științific și tehnologic al Rusiei pentru 2007-2013”, Contract de stat din 8 iulie 2011 Nr. 16.516.11.6099.

Recenzători:

Serov G.V., doctor stiinte tehnice, Profesor al Departamentului de Nanosisteme Funcționale și Materiale la Temperatură Înaltă la NUST MISIS, Moscova.

Kondakov S. E., doctor în științe tehnice, cercetător principal la Departamentul de nanosisteme funcționale și materiale de înaltă temperatură al NUST MISIS, Moscova.

Link bibliografic

Caracteristici principale:

• Caracteristici estetice/vizuale;
• Culoare;
• Strălucire;
• Suprafața este netedă, texturată, granulată...;
• Caracteristici de performanta;
• Formabilitate și proprietăți mecanice generale;
• Rezistență la coroziune;
• Rezistenta UV.

Toate aceste caracteristici sunt verificate fie in timpul procesului de fabricatie, fie dupa acesta si pot fi verificate prin diverse teste si masuratori.

Specificațiile produsului se bazează pe aceste teste.

1. Proprietățile mecanice ale vopselei

Caracteristici necesare:

Metode de turnare:

• Îndoire;
• Profilare;
• Desen în profunzime.

Instrument de contact cu acoperire organică:

• Rezistenta la uzura;
• Proprietățile lubrifiante ale vopselei.

Temperatura de prelucrare minim 16°C

2. Proprietăți mecanice: Flexibilitate

Îndoire în T

O probă plată de material colorat este îndoită paralel cu direcția de rulare. Acțiunea se repetă pentru a obține o rază de curbură din ce în ce mai puțin rigidă.

Aderența și flexibilitatea sistemului de acoperire sunt determinate în modul de deformare la încovoiere (sau modul de tracțiune) la temperatura camerei (23°C ± 2°C).

Rezultatele sunt exprimate, de exemplu (0,5 WPO și 1,5 T WC).

Test de impact

O probă plată de material vopsit este deformată prin impact cu un poanson semisferic de 20 mm cântărind 2 kg. Înălțimea căderii determină energia de impact. Aderența și flexibilitatea acoperirii sunt testate.

Se evaluează capacitatea materialului vopsit de a rezista la deformarea și impactul rapid (rezistența la decojirea și crăparea stratului de acoperire).

3. Proprietăți mecanice: Duritate

Duritatea creionului

Creioanele de duritate variabilă (6B - 6H) se deplasează de-a lungul suprafeței acoperirii sub sarcină constantă.

Duritatea suprafeței este evaluată cu ajutorul unui „creion”.

Duritate Klemen (test de zgârietură)

Un indentor cu un diametru de 1 mm se deplasează de-a lungul suprafeței cu o viteză constantă. Deasupra pot fi aplicate diverse sarcini (de la 200 g la 6 kg).

Sunt determinate diferite proprietăți: duritatea suprafeței de acoperire la zgâriere, proprietăți de frecare, aderență la substrat.

Rezultatele depind de grosimea produsului vopsit.

Duritate Taber (test de rezistență la uzură)

O probă plată de material colorat este rotită sub două roți abrazive montate în paralel. Abraziunea se realizează prin mișcarea circulară a panoului de testare și sarcina constantă.

Duritatea Taber este rezistența la abraziune datorată contactului dur.

Măsurarea tensiunii pe plăci metalice arată că deformațiile în unele zone pot fi foarte puternice.

Întinderea longitudinală poate ajunge la 40%.

Contracția în direcția transversală poate ajunge la 35%.

5. Proprietăți mecanice: un exemplu de deformare în producția de plăci metalice.

Testul Marcignac:

Pasul 1: deformare in aparatul Marcignac;

A doua etapă de îmbătrânire într-o cameră climatică (test tropical).

Pentru a reproduce la scară mică cele mai severe deformații observate pe țiglele pentru acoperișuri industriale.

Pentru a simula îmbătrânirea vopselei după profilare și a evalua performanța sistemelor de vopsea.

6. Rezistenta la coroziune.

Rezistența la coroziune a produselor vopsite depinde de:

Mediul (temperatură, umiditate, precipitații, substanțe agresive, precum clorurile...);

Natura și grosimea stratului organic;

Natura și grosimea bazei metalice;

Tratamente de suprafață.

Rezistența la coroziune poate fi măsurată:

Teste accelerate:

Diverse teste accelerate pot fi efectuate în diferite condiții agresive „simple” (create artificial).

Influenta naturala:

Posibila expunere la diverse medii: climat maritim, tropical, continental, conditii industriale...

7. Rezistenta la coroziune: testare accelerata

Testul de sare

Proba vopsită este expusă la o pulverizare de sare continuă (pulverizare continuă a unei soluții de clorură de sodiu 50g/l la 35°C);

Durata testului variază de la 150 la 1000 de ore în funcție de specificația produsului;

Capacitatea inhibitorilor de coroziune (moderatorilor) de a bloca reacțiile anodice și catodice la margini și riscuri;

Aderența la sol umed;

Calitatea tratamentului de suprafață prin sensibilitatea acestuia la creșterea nivelului pH-ului.

8. Rezistenta la coroziune: testare accelerata

Rezistenta la condens, test QST

O probă vopsită plat este expusă la condiții de condensare (pe o parte panoul este expus la o atmosferă umedă la 40°C, cealaltă parte este menținută în condiții de cameră).

Rezistență la umiditate, test KTW

O probă vopsită plat este supusă expunerii ciclice (40°C > 25°C) într-o atmosferă apoasă saturată;

După testare se determină aspectul bulelor pe metalul probei de testat;

Aderența umedă a solului și a stratului de tratare a suprafeței;

Efectul de barieră al stratului exterior de acoperire și porozitatea acestuia.

Încercarea de coroziune a spirelor interne ale bobinei

O probă vopsită plat este plasată sub o încărcătură de 2 kg într-un pachet cu alte probe și supusă expunerii ciclice (25°C, 50%RH > 50°C sau 70°C, 95%RH);

Condiții extreme care duc la coroziune între turele rolei în timpul transportului sau depozitării (aderența solului umed, efectul de barieră al stratului superior de acoperire și porozitate în condiții de mănunchi închis).

90° nord	5° Sud

10. Rezistență la coroziune: Expunere deschisă (standarde de durabilitate: EN 10169)

Conform EN 10169, produsele pentru structuri exterioare trebuie să fie expuse la mediu timp de minim 2 ani.

Caracteristici necesare pentru RC5: 2mm și 2S2, în principal sub baldachin (probă de 90°C) și în zone de suprapunere (probă de 5°).

11. Rezistența la expunerea la UV (decolorare)

După coroziune, expunerea la UV este a doua amenințare majoră la adresa durabilității materialelor vopsite.

Termenul „decolorare UV” se referă la schimbarea aspectului vopselei (în principal culoarea și strălucirea) în timp.

Nu numai expunerea la radiații UV degradează calitatea vopselei, ci și alte influențe ale mediului:

Lumina soarelui - raze UV, vizibile și infraroșii;

Umiditate – timpul de umezire a suprafeței, umiditatea relativă;

Temperatura - rezistenta la fisurare - valori maxime si cicluri zilnice de incalzire/racire;

vânt, ploaie - abraziune nisip;

Sare – zone industriale, de coastă;

Murdăria – efectele solului și ale poluanților...

12. Decolorarea UV

Test accelerat de rezistență la UV

Cum se efectuează testul?

Standarde: EN 10169;

Un eșantion plat OS este expus la radiații UV;

iradiere UV;

Perioade posibile de condensare;

2000 ore de expunere (cicluri de condensare 4H 40°C/4H iradiere la 60°C cu radiație 0,89V/m2 la 340 nm);

După testare, se determină modificări de culoare și luciu.

13. Rezistenta UV

- EN 10169: Testare accelerată

- EN 10169: Expunerea la mediu:

Doar impact lateral asupra probei timp de 2 ani în locuri cu energie solară fixă ​​(cel puțin 4500 MJ/m2/an) > Guadelupa, Florida, Sanari etc...