أكريليك في العمارة

تم إنشاء أجمل الهياكل المعمارية من زجاج الأكريليك - الأسطح الشفافة والواجهات وحواجز الطرق والمظلات والمظلات والشرفات. يتم استخدام كل هذه الهياكل في في الهواء الطلقتحت التعرض المستمر لأشعة الشمس. يطرح سؤال معقول: هل يمكن للهياكل الأكريليكية أن تصمد أمام "هجمة" أشعة الشمس الحارقة ، مع الحفاظ على الأداء الممتاز واللمعان والشفافية؟ نسارع إلى إرضائك: لا داعي للقلق. يمكن استخدام الهياكل الأكريليكية بأمان في الهواء الطلق تحت التأثير المستمر للأشعة فوق البنفسجية ، حتى في البلدان الحارة.

مقارنة الأكريليك مع اللدائن الأخرى من حيث مقاومة الأشعة فوق البنفسجية

دعونا نحاول مقارنة الأكريليك بأنواع البلاستيك الأخرى. اليوم ، لتصنيع الواجهات وتزجيج الأسقف والهياكل الواقية ، يتم استخدام عدد كبير من البلاستيك الشفاف المختلف. للوهلة الأولى ، لا تختلف عن الأكريليك. لكن المواد الاصطناعية ، التي تشبه الأكريليك في خصائصها البصرية ، تفقد جاذبيتها البصرية بعد بضع سنوات من التشغيل في ضوء الشمس المباشر. لا توجد طبقات وأغشية إضافية قادرة على حماية البلاستيك منخفض الجودة من الأشعة فوق البنفسجية لفترة طويلة. تظل المادة حساسة للأشعة فوق البنفسجية ، وللأسف لا داعي للحديث عن موثوقية جميع أنواع الطلاءات السطحية. الحماية على شكل أغشية وورنيش تشققات وتقشير بمرور الوقت. وليس من المستغرب ألا يتجاوز الضمان ضد اصفرار هذه المواد عدة سنوات. يتصرف زجاج الأكريليك من ماركة Plexiglas بشكل مختلف تمامًا. المواد طبيعية خصائص الحمايةلذلك ، لا تفقد خصائصها الممتازة لمدة ثلاثة عقود على الأقل.

كيف تعمل تقنية الحماية من الشمس الأكريليك؟

يتم توفير مقاومة الأشعة فوق البنفسجية للبليكسي جلاس من خلال تقنية الحماية الشاملة المستقرة Naturally UV Stable. تتشكل الحماية ليس فقط على السطح ، ولكن في جميع أنحاء الهيكل الكامل للمادة على المستوى الجزيئي. توفر الشركة المصنعة للزجاج الشبكي Plexiglas ضمانًا لمدة 30 عامًا ضد اصفرار السطح وتعكره أثناء الاستخدام المستمر في الهواء الطلق. يسري هذا الضمان على الألواح والأنابيب والكتل والقضبان والألواح المموجة والمضلعة الشفافة عديمة اللون المصنوعة من زجاج أكريليك بليكسيجلاس. الستائر ، أغطية السقف، لا تكتسب الواجهات المصنوعة من الأكريليك الشفاف والأشجار والأسوار وغيرها من منتجات زجاج شبكي صبغة صفراء غير سارة.

يوضح الرسم البياني التغييرات في مؤشر نقل الضوء الأكريليكي خلال فترة الضمان في المناطق المناخية المختلفة. نرى أن انتقال الضوء للمادة قد انخفض قليلاً ، لكن هذه تغييرات طفيفة ، غير محسوسة بالعين المجردة. لا يمكن تحديد انخفاض مؤشر نقل الضوء بنسبة عدة في المائة إلا بمساعدة معدات خاصة. بصريا ، يظل الأكريليك شفافًا ولامعًا.

على الرسم البياني ، يمكنك تتبع ديناميكيات التغييرات في انتقال الضوء من الأكريليك مقارنة بالزجاج العادي والبلاستيك الآخر. أولاً ، انتقال الضوء من الأكريليك في حالته الأصلية أعلى. إنها أكثر مادة بلاستيكية شفافة معروفة اليوم. بمرور الوقت ، يصبح الاختلاف أكثر وضوحًا: تبدأ المواد منخفضة الجودة في التغميق ، وتتلاشى ، ويظل انتقال الضوء من الأكريليك عند نفس المستوى. لا يمكن لأي من المواد البلاستيكية المعروفة ، باستثناء الأكريليك ، نقل 90٪ من الضوء بعد ثلاثين عامًا من التشغيل تحت أشعة الشمس. هذا هو السبب في تفضيل الاكريليك المصممين الحديثينوالمهندسين المعماريين عند إنشاء أفضل مشاريعهم.

عندما نتحدث عن انتقال الضوء ، فإننا نتحدث عن الطيف الآمن للأشعة فوق البنفسجية. يؤخر زجاج الأكريليك الجزء الخطير من طيف الإشعاع الشمسي. على سبيل المثال ، في منزل تحت سقف أكريليك أو في طائرة بنوافذ أكريليك ، يكون الناس تحت حماية موثوقة للزجاج. للتوضيح ، دعونا نلقي نظرة على طبيعة الأشعة فوق البنفسجية. ينقسم الطيف إلى إشعاع الموجة القصيرة والمتوسطة والموجة الطويلة. كل نوع من أنواع الإشعاع له تأثير مختلف على العالم. يمكن أن تتسبب الإشعاعات عالية الطاقة ذات الطول الموجي القصير ، والتي تمتصها طبقة الأوزون في الكوكب ، في إتلاف جزيئات الحمض النووي. الموجة المتوسطة - مع التعرض المطول يسبب حروقًا في الجلد ويثبط الوظائف الرئيسية للجسم. الأكثر أمانًا والأكثر فائدة هو إشعاع الموجة الطويلة. فقط جزء من إشعاع الموجة المتوسطة الخطير وطيف الموجة الطويلة بأكمله يصل إلى كوكبنا. يسمح الأكريليك بمرور الطيف المفيد من الأشعة فوق البنفسجية ، بينما يحجب الأشعة الخطرة. هذه ميزة مهمة للغاية للمادة. يتيح لك التزجيج في المنزل الاحتفاظ بأقصى قدر من الضوء في الغرفة ، مما يحمي الناس من الآثار السلبية للأشعة فوق البنفسجية.

مقاومة المينا للبهتان

تم تحديد ثبات الضوء المشروط على عينات من المينا الرمادي الداكن RAL 7016 على ملف تعريف REHAU BLITZ PVC.

تم تحديد ثبات الضوء الشرطي لأعمال الطلاء في الاختبارات وفقًا للمعايير:

GOST 30973-2002 "مقاطع جانبية من كلوريد البولي فينيل لكتل ​​النوافذ والأبواب. طريقة لتحديد المقاومة للتأثيرات المناخية وتقييم المتانة". ص. 7.2 ، علامة التبويب 1 ، تقريبًا. 3.

تم التحكم في تحديد ثبات الضوء الشرطي عند شدة إشعاع 80 ± 5 واط / م 2 عن طريق تغيير لمعان الطلاء وخصائص اللون. تم تحديد خصائص لون الطلاء على جهاز Spectroton بعد مسح العينات بقطعة قماش جافة لإزالة البلاك المتكون.

تم الحكم على التغيير في لون العينات أثناء الاختبار من خلال التغيير في إحداثيات اللون في نظام CIE Lab ، مع حساب ΔE. النتائج موضحة في الجدول 1.

الجدول 1 - التغيير في خصائص اللمعان واللون للطلاء

	عقد الوقت ، ح			فقدان اللمعان ،٪	تنسيق اللون - L.	تنسيق اللون - أ	تنسيق اللون ب	تغيير اللون Δ E إلى المعيار
		قبل الاختبار	بعد الاختبار

تعتبر العينات من 1 إلى 4 قد اجتازت الاختبار.

تم تقديم البيانات للعينة رقم 4 - 144 ساعة من الإشعاع فوق البنفسجي ، والذي يتوافق مع GOST 30973-2002 (40 سنة مشروطة):

L = 4.25 القاعدة 5.5 ؛ أ = 0.48 معيار 0.80 ؛ ب = 1.54 القاعدة 3.5.

خاتمة:

تؤدي قوة تدفق الضوء التي تصل إلى 80 ± 5 واط / م 2 إلى انخفاض حاد في لمعان الطلاء بنسبة 98٪ بعد 36 ساعة من الاختبار نتيجة تكوين البلاك. مع استمرار الاختبار ، لن يحدث المزيد من فقدان اللمعان. يمكن تمييز ثبات الضوء وفقًا لـ GOST 30973-2002 - 40 سنة مشروطة.

خصائص اللون للطلاء ضمن الحدود المقبولة وتتوافق مع GOST 30973-2002 على عينات رقم 1 ، رقم 2 ، رقم 3 ، رقم 4.

1

تم الحصول على مواد مركبة تعتمد على مادة البولي بروبيلين المقاومة للأشعة فوق البنفسجية. لتقييم درجة التحلل الضوئي للبولي بروبلين والمركبات بناءً عليه ، كان التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء هو الأداة الرئيسية. عندما يتحلل البوليمر ، فإنه ينكسر روابط كيميائيةوأكسدة المادة. تنعكس هذه العمليات في أطياف الأشعة تحت الحمراء. أيضًا ، يمكن الحكم على تطور عمليات التحلل الضوئي للبوليمر من خلال التغيير في بنية السطح المعرض للإشعاع فوق البنفسجي. ينعكس هذا في التغيير في زاوية التلامس للترطيب. تمت دراسة مادة البولي بروبيلين المستقرة مع العديد من ممتصات الأشعة فوق البنفسجية بواسطة مطياف الأشعة تحت الحمراء وقياسات زاوية التلامس. تم استخدام نيتريد البورون والأنابيب النانوية الكربونية متعددة الجدران وألياف الكربون كمواد مالئة لمصفوفة البوليمر. تم الحصول على أطياف امتصاص الأشعة تحت الحمراء للبولي بروبلين والمركبات القائمة عليها وتحليلها. بناءً على البيانات التي تم الحصول عليها ، تم تحديد تركيزات مرشحات الأشعة فوق البنفسجية في مصفوفة البوليمر ، والتي تعد ضرورية لحماية المادة من التحلل الضوئي. نتيجة للبحث ، وجد أن الحشوات المستخدمة تقلل بشكل كبير من تدهور السطح و هيكل بلوريالمركبات.

البولي بروبلين

الأشعة فوق البنفسجية

الأنابيب النانوية

نيتريد البورون

1. أ. ل. سميث ، مطيافية الأشعة تحت الحمراء التطبيقية. الأساسيات والتقنية والتطبيق التحليلي. - م: مير ، 1982.

2. بيرتين د ، إم ليبلان ، إس آر إيه مارك ، دي سيري. تحلل البولي بروبلين: التحقيقات النظرية والتجريبية // تحلل البوليمر واستقراره. - 2010. - V. 95، I.5. - ص 782-791.

3. Guadagno L. ، Naddeo C. ، Raimondo M. ، Gorrasi G. ، Vittoria V. - 2010. - V.95 ، I. 9. - ص 1614-1626.

4. Horrocks A. R.، Mwila J.، Miraftab M.، Liu M.، Chohan S. S. تأثير الكربون الأسود على خصائص البولي بروبيلين الموجه 2. التحلل الحراري والضوئي // تحلل البوليمر واستقراره. - 1999. - V. 65، I.1. - ص 25-36.

5. Jia H. ، Wang H. ، Chen W. التأثير المركب لمثبتات ضوء الأمين المعوق مع ماصات الأشعة فوق البنفسجية على مقاومة إشعاع البولي بروبلين // فيزياء الإشعاع والكيمياء. - 2007. - V 76، I. 7. - ص 1179-1188.

6. Kaczmarek H. ، Ołdak D. ، Malanowski P. ، Chaberska H. - 2005. - V.88 ، I.2. - ص 189 - 198.

7. Kotek J. ، Kelnar I. ، Baldrian J. ، Raab M. - 2004. - V.40 ، I.12. - ص 2731-2738.

1 المقدمة

يستخدم البولي بروبلين في العديد من المجالات: في إنتاج الأفلام (خاصة التغليف) ، والحاويات ، والأنابيب ، وأجزاء المعدات التقنية ، كمادة عازلة للكهرباء ، وفي البناء ، وما إلى ذلك. ومع ذلك ، عند تعرضه للأشعة فوق البنفسجية ، يفقد البولي بروبلين أدائه بسبب تطور عمليات التحلل الضوئي. لذلك ، يتم استخدام العديد من ماصات الأشعة فوق البنفسجية (مرشحات الأشعة فوق البنفسجية) لتثبيت البوليمر ، سواء العضوي أو غير العضوي: المعادن المشتتة وجزيئات السيراميك والأنابيب النانوية الكربونية والألياف.

لتقييم درجة التحلل الضوئي للبولي بروبلين والمركبات بناءً عليه ، فإن الأداة الرئيسية هي التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء. عندما يتحلل البوليمر ، تنكسر الروابط الكيميائية وتتأكسد المادة. تنعكس هذه العمليات في
أطياف الأشعة تحت الحمراء. من خلال عدد وموضع القمم في أطياف امتصاص الأشعة تحت الحمراء ، يمكن للمرء أن يحكم على طبيعة المادة (التحليل النوعي) ، وشدة نطاقات الامتصاص ، وكمية المادة (التحليل الكمي) ، وبالتالي ، تقييم درجة تدهور المادة.

أيضًا ، يمكن الحكم على تطور عمليات التحلل الضوئي للبوليمر من خلال التغيير في بنية السطح المعرض للإشعاع فوق البنفسجي. ينعكس هذا في التغيير في زاوية التلامس للترطيب.

في هذا العمل ، تمت دراسة البولي بروبلين المثبت بممتصات مختلفة للأشعة فوق البنفسجية بواسطة مطياف الأشعة تحت الحمراء وقياسات زاوية التلامس.

2. المواد والتقنية التجريبية

كما تم استخدام المواد الخام والمواد المالئة: البولي بروبلين ، اللزوجة المنخفضة (TU 214535465768) ؛ الأنابيب النانوية الكربونية متعددة الطبقات التي لا يزيد قطرها عن 30 نانومتر ولا يزيد طولها عن 5 مم ؛ ألياف الكربون عالية المعامل ، الصف VMN-4 ؛ سداسية نيتريد البورون.

تم الحصول على عينات ذات كسور كتلة مختلفة من مادة الحشو في مصفوفة البوليمر من مواد البدء عن طريق خلط البثق.

تم استخدام مطياف فورييه IR كطريقة لدراسة التغيرات في التركيب الجزيئي لمركبات البوليمر تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية. تم تسجيل الأطياف على مطياف Thermo Nicolet 380 مع مرفق لتنفيذ طريقة الانعكاس الداخلي الكلي المحبط (ATR) Smart iTR باستخدام بلورة الماس. تم إجراء المسح بدقة 4 سم -1 ، وكانت المنطقة التي تم تحليلها في حدود 4000-650 سم -1. تم الحصول على كل طيف من خلال متوسط ​​32 تمريرة لمرآة مقياس الطيف. تم أخذ طيف المقارنة قبل أخذ كل عينة.

لدراسة التغيير في سطح مركبات البوليمر التجريبية تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية ، استخدمنا طريقة تحديد زاوية التلامس للترطيب بالماء المقطر. يتم إجراء قياسات زاوية التلامس باستخدام نظام تحليل شكل قطرة KRÜSS EasyDrop DSA20. تم استخدام طريقة Young-Laplace لحساب زاوية التلامس للترطيب. في هذه الطريقة ، يتم تقدير محيط الهبوط الكامل ؛ لا يأخذ التحديد في الاعتبار التفاعلات البينية التي تحدد محيط القطرة فحسب ، بل أيضًا حقيقة أن القطرة لا تتلف بسبب وزن السائل. بعد الاختيار الناجح لمعادلة Young-Laplace ، يتم تحديد زاوية الترطيب على أنها ميل الظل عند نقطة التلامس بين المراحل الثلاث.

3. النتائج والمناقشة

3.1. نتائج دراسات التغيرات في التركيب الجزيئي لمركبات البوليمر

يحتوي طيف البولي بروبلين بدون حشو (الشكل 1) على جميع الخطوط المميزة لهذا البوليمر. بادئ ذي بدء ، هذه خطوط اهتزاز لذرات الهيدروجين في المجموعات الوظيفية CH3 و CH2. الخطوط الموجودة في منطقة الموجات 2498 سم -1 و 2866 سم -1 مسؤولة عن اهتزازات التمدد غير المتماثلة والمتناظرة لمجموعة الميثيل (CH3) ، والخطوط عند 1450 سم -1 و 1375 سم -1 ، بدورها ، بسبب اهتزازات الانحناء المتماثلة وغير المتماثلة لنفس المجموعة. تشير الخطوط 2916 سم -1 و 2837 سم -1 إلى خطوط اهتزازات التمدد لمجموعات الميثيلين (CH2). خطوط على أرقام الموجة 1116 سم -1 ،
998 سم -1 ، 974 سم -1 ، 900 سم -1 ، 841 سم -1 و 809 سم -1 يشار إليها عادة بنطاقات الانتظام ، أي الخطوط الناتجة عن مناطق انتظام البوليمر ، كما يطلق عليها أحيانًا نطاقات التبلور. تجدر الإشارة إلى وجود خط منخفض الكثافة في المنطقة 1735 سم -1 ، والذي يجب أن يعزى إلى اهتزازات رابطة C = O ، والتي قد تترافق مع أكسدة طفيفة للبولي بروبيلين أثناء الضغط. يحتوي الطيف أيضًا على نطاقات مسؤولة عن تكوين روابط مزدوجة C = C
(1650-1600 سم -1) التي نشأت بعد تشعيع العينة بالأشعة فوق البنفسجية. بالإضافة إلى ذلك ، تتميز هذه العينة بأقصى كثافة لخط C = O.

الشكل 1. أطياف الأشعة تحت الحمراء للبولي بروبلين بعد اختبار مقاومة الأشعة فوق البنفسجية

نتيجة للتعرض للأشعة فوق البنفسجية على المركبات المملوءة بنايتريد البورون ، تتشكل روابط C = O (1735-1710 سم -1) ذات الطبيعة المختلفة (الألدهيد ، الكيتون ، الأثير). تحتوي أطياف العينات المشعة بالأشعة فوق البنفسجية من البولي بروبلين النقي والبولي بروبيلين المحتوي على 40٪ و 25٪ من نيتريد البورون على نطاقات ، عادة ما تكون مسؤولة عن تكوين روابط C = C المزدوجة (1650-1600 سم -1). يتم توسيع نطاقات الانتظام (التبلور) في نطاق أعداد الموجات 1300-900 سم -1 على عينات مركبات البوليمر المعرضة للإشعاع فوق البنفسجي بشكل ملحوظ ، مما يشير إلى تدهور جزئي للبنية البلورية للبولي بروبيلين. ومع ذلك ، مع زيادة درجة ملء المواد المركبة البوليمرية باستخدام نيتريد البورون السداسي ، ينخفض ​​تدهور البنية البلورية للبولي بروبيلين. كما أدى التعرض للأشعة فوق البنفسجية إلى زيادة درجة المحبة المائية لسطح العينات ، والتي يتم التعبير عنها في وجود خط عريض من مجموعة الهيدروكسو في منطقة 3000 سم -1.

الشكل 2. أطياف الأشعة تحت الحمراء لمركب بوليمر يعتمد على مادة البولي بروبيلين بنسبة 25٪ (وزن) من نيتريد البورون السداسي بعد اختبار مقاومة الأشعة فوق البنفسجية

أطياف البولي بروبلين المملوءة بمزيج 20٪ (بالوزن) من ألياف الكربون والأنابيب النانوية قبل وبعد الاختبار لا تختلف عمليًا عن بعضها البعض ، ويرجع ذلك أساسًا إلى تشوه الطيف بسبب الامتصاص القوي لإشعاع الأشعة تحت الحمراء بواسطة الكربون مكون من المادة.

بناءً على البيانات التي تم الحصول عليها ، يمكن الحكم على وجود عدد صغير من روابط C = O في عينات المركبات القائمة على مادة البولي بروبيلين وألياف الكربون VMN-4 والأنابيب النانوية الكربونية ، نظرًا لوجود ذروة في منطقة 1730 سم -1 ، ومع ذلك ، فإنه من الموثوق به الحكم على كمية هذه الروابط في العينات غير ممكن بسبب تشويه الأطياف.

3.2 نتائج دراسة التغيرات في سطح مركبات البوليمر

يعرض الجدول 1 نتائج دراسة التغييرات في سطح العينات التجريبية لمركبات البوليمر المملوءة بنايتريد البورون السداسي. يسمح لنا تحليل النتائج باستنتاج أن تعبئة البولي بروبلين مع نيتريد البورون السداسي يزيد من مقاومة سطح مركبات البوليمر للأشعة فوق البنفسجية. تؤدي الزيادة في درجة الملء إلى تقليل تدهور السطح ، والذي يتجلى في زيادة المحبة للماء ، والتي تتفق جيدًا مع نتائج دراسة التغيرات في التركيب الجزيئي للعينات التجريبية من مركبات البوليمر.

الجدول 1. نتائج تغيير زاوية التلامس لسطح مركبات البوليمر المملوءة بنتريد البورون السداسي نتيجة اختبار المقاومة للأشعة فوق البنفسجية

درجة الملء BN	زاوية ترطيب ، غرام
	قبل الاختبار	بعد الاختبار

يسمح لنا تحليل نتائج دراسة التغييرات في سطح العينات التجريبية لمركبات البوليمر المملوءة بمزيج من ألياف الكربون والأنابيب النانوية (الجدول 2) باستنتاج أن ملء البولي بروبلين بمواد كربونية يجعل هذه المركبات البوليمرية مقاومة للأشعة فوق البنفسجية. هذه الحقيقةيرجع ذلك إلى حقيقة أن المواد الكربونية تمتص بنشاط الأشعة فوق البنفسجية.

الجدول 2. نتائج تغيير زاوية التلامس لسطح مركبات البوليمر المملوءة بألياف الكربون والأنابيب النانوية بسبب اختبار مقاومة الأشعة فوق البنفسجية

درجة حشو UV + CNT	زاوية ترطيب ، غرام
	قبل الاختبار	بعد الاختبار

4. الخلاصة

وفقًا لنتائج دراسة مقاومة المركبات القائمة على مادة البولي بروبيلين للأشعة فوق البنفسجية ، فإن إضافة نيتريد البورون السداسي إلى البوليمر يقلل بشكل كبير من تدهور السطح والبنية البلورية للمركبات. ومع ذلك ، تمتص المواد الكربونية بفعالية الأشعة فوق البنفسجية ، مما يوفر مقاومة عالية للمواد المركبة القائمة على البوليمرات وألياف الكربون والأنابيب النانوية للأشعة فوق البنفسجية.

تم تنفيذ العمل في إطار البرنامج الفيدرالي المستهدف "البحث والتطوير في المجالات ذات الأولوية لتطوير المجمع العلمي والتكنولوجي لروسيا للفترة 2007-2013" ، عقد الدولة بتاريخ 8 يوليو 2011 رقم 16.516.11.6099.

المراجعون:

Serov GV ، دكتور في العلوم التقنية ، أستاذ في قسم النظم النانوية الوظيفية والمواد ذات درجة الحرارة العالية ، الجامعة الوطنية للعلوم والتكنولوجيا "MISiS" ، موسكو.

Kondakov S. E. ، دكتوراه في العلوم التقنية ، باحث أول ، قسم النظم النانوية الوظيفية والمواد عالية الحرارة ، الجامعة الوطنية للعلوم والتكنولوجيا "MISiS" ، موسكو.

رابط ببليوغرافي

Kuznetsov D.V. ، Ilinykh I.A. ، Cherdyntsev V.V. ، Muratov DS ، Shatrova NV ، Burmistrov I.N. دراسة استقرار المركبات البوليمرية القائمة على البولي بروبلين للإشعاع فوق البنفسجي // قضايا معاصرةالعلم والتعليم. - 2012. - رقم 6 .؛
URL: http://science-education.ru/ru/article/view؟id=7503 (تاريخ الوصول: 01.02.2020). نلفت انتباهكم إلى المجلات التي تصدرها دار النشر "أكاديمية التاريخ الطبيعي".

البوليمرات نشطة مواد كيميائية، والتي اكتسبت مؤخرًا شعبية واسعة بسبب الاستهلاك الشامل للمنتجات البلاستيكية. كل عام ، يتزايد حجم الإنتاج العالمي من البوليمرات ، وتكتسب المواد المصنوعة باستخدامها مناصب جديدة في القطاعين المنزلي والصناعي.

يتم إجراء جميع اختبارات المنتج في ظروف معملية. مهمتهم الرئيسية هي تحديد العوامل بيئةالتي لها تأثير مدمر على المنتجات البلاستيكية.

المجموعة الرئيسية من العوامل المعاكسة التي تدمر البوليمرات

يتم تحديد مقاومة منتجات معينة للظروف المناخية السلبية مع مراعاة معيارين رئيسيين:

• التركيب الكيميائي للبوليمر.
• نوع وقوة العوامل الخارجية.

في هذه الحالة ، يتم تحديد التأثير السلبي على منتجات البوليمر من خلال وقت تدميرها الكامل ونوع التأثير: التدمير الكامل الفوري أو الشقوق والعيوب الدقيقة.

تشمل العوامل التي تؤثر على تحلل البوليمرات ما يلي:

• الكائنات الدقيقة؛
• الطاقة الحرارية بدرجات متفاوتة من الشدة ؛
• الانبعاثات الصناعية التي تحتوي على مواد ضارة ؛
• رطوبة عالية؛
• الأشعة فوق البنفسجية؛
• إشعاع الأشعة السينية
• زيادة نسبة الأكسجين ومركبات الأوزون في الهواء.

يتم تسريع عملية التدمير الكامل للمنتجات من خلال العمل المتزامن لعدة عوامل غير مواتية.

تتمثل إحدى خصائص إجراء الاختبارات المناخية للبوليمرات في الحاجة إلى خبرة الاختبار ودراسة تأثير كل من الظواهر المدرجة على حدة. ومع ذلك ، لا يمكن لنتائج التقييم هذه أن تعكس بدقة صورة تفاعل العوامل الخارجية مع منتجات البوليمر. هذا يرجع إلى حقيقة أنه في ظل الظروف العادية ، غالبًا ما تتعرض المواد لتأثيرات مشتركة. في هذه الحالة ، يتم تحسين التأثير المدمر بشكل ملحوظ.

تأثير الأشعة فوق البنفسجية على البوليمرات

هناك اعتقاد خاطئ بأن المنتجات البلاستيكية ضارة بشكل خاص أشعة الشمس. في الواقع ، فقط الأشعة فوق البنفسجية لها تأثير مدمر.

لا يمكن تدمير الروابط بين الذرات في البوليمرات إلا تحت تأثير أشعة هذا الطيف. يمكن ملاحظة عواقب هذه الآثار الضارة بصريًا. يمكن التعبير عنها:

• في تدهور الخواص الميكانيكية وقوة المنتج البلاستيكي ؛
• زيادة الهشاشة
• احترق.

في المختبرات ، تستخدم مصابيح الزينون لمثل هذه الاختبارات.

يتم إجراء التجارب أيضًا لإعادة تهيئة ظروف التعرض للأشعة فوق البنفسجية والرطوبة العالية ودرجة الحرارة.

هناك حاجة لمثل هذه الاختبارات من أجل استخلاص استنتاجات حول الحاجة إلى إجراء تغييرات في التركيب الكيميائيمواد. لذلك ، من أجل أن تصبح مادة البوليمر مقاومة للأشعة فوق البنفسجية ، تتم إضافة مواد امتصاص خاصة إليها. بسبب قدرة المادة على الامتصاص ، يتم تنشيط الطبقة الواقية.

يمكن أيضًا زيادة استقرار وقوة الروابط بين الذرية عن طريق إدخال المثبتات.

العمل المدمر للكائنات الحية الدقيقة

البوليمرات هي مواد شديدة المقاومة للبكتيريا. ومع ذلك ، فإن هذه الخاصية نموذجية فقط للمنتجات المصنوعة من البلاستيك عالي الجودة.

في المواد منخفضة الجودة ، يتم إضافة مواد ذات وزن جزيئي منخفض تميل إلى التراكم على السطح. رقم ضخمهذه المكونات تساهم في انتشار الكائنات الحية الدقيقة.

عواقب تأثير مدمريمكن ملاحظتها بسرعة كبيرة ، لأن:

• فقدت الصفات المعقمة.
• يتم تقليل درجة شفافية المنتج ؛
• يظهر هشاشة.

من بين العوامل الإضافية التي يمكن أن تؤدي إلى انخفاض في أداء البوليمرات ، يجب ملاحظة ارتفاع درجة الحرارة والرطوبة. أنها تخلق الظروف المواتية للتطور النشط للكائنات الحية الدقيقة.

جعلت الأبحاث التي تم إجراؤها من الممكن العثور على أكثر من غيرها طريقة فعالةمنع نمو البكتيريا. هذا هو إضافة مواد خاصة - مبيدات الفطريات - إلى تكوين البوليمرات. يتم تعليق تطور البكتيريا بسبب السمية العالية للمكون لأبسط الكائنات الحية الدقيقة.

هل من الممكن تحييد تأثير العوامل الطبيعية السلبية؟

نتيجة البحث ، كان من الممكن إثبات أن معظم المنتجات البلاستيكية في السوق الحديثة لا تتفاعل مع الأكسجين ومركباته النشطة.

ومع ذلك ، يمكن تشغيل آلية تدمير البوليمر من خلال العمل المشترك للأكسجين و درجة حرارة عاليةأو الرطوبة أو الأشعة فوق البنفسجية.

أيضًا ، عند إجراء دراسات خاصة ، كان من الممكن دراسة ميزات تفاعل المواد البوليمرية مع الماء. يؤثر السائل على البوليمرات بثلاث طرق:

1. بدني؛
2. مادة كيميائية (تحلل مائي) ؛
3. الضوئية.

يمكن أن يؤدي التعرض الإضافي المتزامن لدرجة الحرارة المرتفعة إلى تسريع عملية تدمير منتجات البوليمر.

تآكل البلاستيك

بمعنى واسع ، يعني هذا المفهوم تدمير المادة تحت التأثير السلبي للعوامل الخارجية. وبالتالي ، يجب فهم مصطلح "تآكل البوليمر" على أنه تغيير في تكوين أو خصائص مادة ناتجة عن تأثير سلبيمما يؤدي إلى تدمير جزئي أو كامل للمنتج.

لا تندرج عمليات التحويل المستهدف للبوليمرات للحصول على خصائص مواد جديدة تحت هذا التعريف.

يجب أن نتحدث عن التآكل ، على سبيل المثال ، عندما يتلامس البولي فينيل كلوريد ويتفاعل مع بيئة عدوانية كيميائيًا - الكلور.

يتم استخدام معظم الزيوت والمواد المانعة للتسرب بنجاح متساوٍ في الديكور الداخلي، وكذلك الخارجية. صحيح ، لهذا يجب أن يكون لديهم مجموعة معينة من الخصائص ، على سبيل المثال ، مثل مقاومة الرطوبة والعزل الحراري ومقاومة الأشعة فوق البنفسجية.

كل هذه المعايير يجب أن تتحقق دون أن تفشل ، لأن ظروفنا المناخية لا يمكن التنبؤ بها وتتغير باستمرار. قد يكون الجو مشمسًا في الصباح ، ولكن بحلول فترة الظهيرة ستظهر السحب بالفعل وستبدأ أمطار غزيرة.

مع وضع كل ما سبق في الاعتبار ، ينصح الخبراء باختيار الزيوت والمواد المانعة للتسرب المقاومة للأشعة فوق البنفسجية.

لماذا هناك حاجة إلى مرشح

يبدو ، لماذا تضيف مرشحًا للأشعة فوق البنفسجية عندما يمكنك استخدام مادة مانعة للتسرب من السيليكون أو البولي يوريثين للعمل في الهواء الطلق؟ لكن كل هذه الأدوات لها اختلافات معينة ، والتي لا تسمح باستخدامها في جميع الحالات على الإطلاق. على سبيل المثال ، يمكنك بسهولة استعادة التماس إذا تم استخدام مادة مانعة للتسرب من الأكريليك ، والتي لا يمكن قولها عن السيليكون.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن مانع التسرب السيليكوني شديد التآكل لـ الأسطح المعدنية، والتي لا يمكن أن يقال عن الاكريليك. سمة مميزة أخرى بعلامة ناقص y مانعات التسرب سيليكونيظهر صداقتهم البيئية. تحتوي على مذيبات خطرة على الصحة. هذا هو السبب في أن بعض مواد منع التسرب المصنوعة من الأكريليك بدأت في استخدام مرشح الأشعة فوق البنفسجية لتوسيع نطاق تطبيقاتها.

الأشعة فوق البنفسجية هي السبب الرئيسي لتدهور معظم المواد البوليمرية. نظرًا لحقيقة أنه ليست كل المواد المانعة للتسرب مقاومة للأشعة فوق البنفسجية ، يجب أن تكون حذرًا للغاية عند اختيار مادة مانعة للتسرب أو زيت.

مواد مقاومة للأشعة فوق البنفسجية

يوجد بالفعل عدد من المواد المانعة للتسرب المقاومة للأشعة فوق البنفسجية في السوق لمانعات التسرب والطلاء. وتشمل هذه السيليكون والبولي يوريثين.

مانعات التسرب سيليكون

تشمل مزايا مانعات التسرب المصنوعة من السيليكون الالتصاق العالي والمرونة (حتى 400٪) وإمكانية تلوين السطح بعد التصلب ومقاومة الأشعة فوق البنفسجية. ومع ذلك ، لديهم أيضًا عيوبًا كافية: الصداقة غير البيئية ، والعدوانية الهياكل المعدنيةواستحالة استعادة التماس.

البولي يوريثين

لديهم مرونة أكبر من السيليكون (تصل إلى 1000٪). مقاومة الصقيع: يمكن وضعها على السطح في درجات حرارة تصل إلى -10 درجة مئوية. مواد مانعة للتسرب من مادة البولي يوريثين متينة ومقاومة للأشعة فوق البنفسجية بالطبع.

تشمل العيوب التصاق عالي ليس لجميع المواد (لا يتفاعل بشكل جيد مع البلاستيك). المواد المستخدمة صعبة للغاية ومكلفة للتخلص منها. لا يتفاعل مانع التسرب من البولي يوريثين بشكل جيد مع البيئة الرطبة.

مواد مانعة للتسرب أكريليك مع مرشح للأشعة فوق البنفسجية

تتميز مانعات التسرب المصنوعة من الأكريليك بالعديد من المزايا ، بما في ذلك الالتصاق العالي لجميع المواد ، وإمكانية استعادة التماس والمرونة (حتى 200٪). ولكن من بين كل هذه المزايا ، هناك نقطة واحدة مفقودة: مقاومة الأشعة فوق البنفسجية.

بفضل مرشح الأشعة فوق البنفسجية هذا ، يمكن لمانعات التسرب المصنوعة من الأكريليك الآن التنافس مع أنواع أخرى من المواد المانعة للتسرب وتسهل على المستهلك الاختيار في حالات معينة.

زيوت مزودة بفلتر للأشعة فوق البنفسجية

عامل طلاء عديم اللون الأسطح الخشبيةيتمتع بحماية عالية وموثوقة ضد الأشعة فوق البنفسجية. تُستخدم الزيوت المزودة بفلتر للأشعة فوق البنفسجية بنجاح في التطبيقات الخارجية ، مما يسمح للمواد بالاحتفاظ بجميع عناصرها الأساسية خصائص إيجابيةعلى الرغم من التأثيرات الخارجية.

يسمح لك هذا النوع من الزيت بتأخير طلاء السطح التالي المخطط له قليلاً بالزيت. يتم تقليل الفترة الفاصلة بين عمليات الترميم بمقدار 1.5-2 مرة.