Ակրիլը ճարտարապետության մեջ

Ակրիլային ապակուց ստեղծվել են ամենագեղեցիկ ճարտարապետական ​​կառույցները՝ թափանցիկ տանիքներ, ճակատներ, ճանապարհային պատնեշներ, հովանոցներ, հովանոցներ, ամառանոցներ: Այս բոլոր կառույցները օգտագործվում են դրսումարևի լույսի մշտական ​​ազդեցության տակ. Խելամիտ հարց է առաջանում՝ կարո՞ղ են ակրիլային կառույցները դիմակայել կիզիչ արևի ճառագայթների «գրոհին»՝ պահպանելով գերազանց կատարումը, փայլը, թափանցիկությունը։ Մենք շտապում ենք գոհացնել ձեզ. անհանգստանալու պատճառ չկա: Ակրիլային կառույցները կարող են անվտանգ օգտագործվել դրսում ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման մշտական ​​ազդեցության տակ, նույնիսկ տաք երկրներում:

Ակրիլի համեմատությունը այլ պլաստիկների հետ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման դիմադրության առումով

Փորձենք համեմատել ակրիլը այլ պլաստիկների հետ։ Այսօր ճակատային, տանիքի ապակեպատման և պաշտպանիչ կառույցների արտադրության համար օգտագործվում են մեծ քանակությամբ տարբեր թափանցիկ պլաստմասսա։ Առաջին հայացքից նրանք ոչնչով չեն տարբերվում ակրիլից: Բայց սինթետիկ նյութերը, որոնք իրենց տեսողական բնութագրերով նման են ակրիլին, կորցնում են իրենց տեսողական գրավչությունը արևի ուղիղ ճառագայթների տակ մի քանի տարի աշխատելուց հետո: Ոչ մի լրացուցիչ ծածկույթ և թաղանթ չի կարող երկար ժամանակ պաշտպանել ցածրորակ պլաստիկն ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումից: Նյութը մնում է զգայուն ուլտրամանուշակագույն ճառագայթների նկատմամբ, և, ավաղ, կարիք չկա խոսել բոլոր տեսակի մակերեսային ծածկույթների հուսալիության մասին: Թաղանթների և լաքերի տեսքով պաշտպանությունը ժամանակի ընթացքում ճաքում և կեղևվում է: Զարմանալի չէ, որ նման նյութերի դեղինացման երաշխիքը չի գերազանցում մի քանի տարին։ Plexiglas ապրանքանիշի ակրիլային ապակին միանգամայն այլ կերպ է վարվում: Նյութը բնական է պաշտպանիչ հատկություններ, հետևաբար, առնվազն երեք տասնամյակ չի կորցնում իր գերազանց բնութագրերը:

Ինչպե՞ս է գործում ակրիլային արևապաշտպան տեխնոլոգիան:

Plexiglas-ի ուլտրամանուշակագույն դիմադրությունն ապահովված է եզակի բնական ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման կայուն համապարփակ պաշտպանության տեխնոլոգիայով: Պաշտպանությունը ձևավորվում է ոչ միայն մակերեսի վրա, այլև մոլեկուլային մակարդակում նյութի ամբողջ կառուցվածքում: Plexiglass արտադրող Plexiglas-ը տրամադրում է 30 տարվա երաշխիք՝ բացօթյա շարունակական օգտագործման ժամանակ մակերեսի դեղինացման և պղտորման դեմ: Այս երաշխիքը վերաբերում է թափանցիկ անգույն թիթեղներին, խողովակներին, բլոկներին, ձողերին, ծալքավոր և շերտավոր թիթեղներին՝ պատրաստված Plexiglas ապրանքանիշի ակրիլային ապակուց։ հովանոցներ, տանիքի ծածկույթներ, թափանցիկ ակրիլային ճակատները, արկղերը, ցանկապատերը և այլ plexiglass արտադրանքները չեն ստանում տհաճ դեղին երանգ:

Դիագրամը ցույց է տալիս ակրիլային լույսի փոխանցման ինդեքսի փոփոխությունները երաշխիքային ժամանակահատվածում տարբեր կլիմայական գոտիներում: Մենք տեսնում ենք, որ նյութի լույսի փոխանցումը մի փոքր կրճատվել է, բայց դրանք նվազագույն փոփոխություններ են՝ անզեն աչքով աննկատ։ Լույսի փոխանցման ինդեքսի նվազումը մի քանի տոկոսով կարելի է որոշել միայն հատուկ սարքավորումների օգնությամբ։ Տեսողականորեն ակրիլը մնում է թափանցիկ և փայլուն:

Գրաֆիկի վրա կարող եք հետևել ակրիլի լույսի փոխանցման փոփոխությունների դինամիկային սովորական ապակու և այլ պլաստիկների համեմատ: Նախ, ակրիլի լույսի փոխանցումն իր սկզբնական վիճակում ավելի բարձր է: Այն այսօր հայտնի ամենաթափանցիկ պլաստիկ նյութն է։ Ժամանակի ընթացքում տարբերությունն ավելի նկատելի է դառնում՝ անորակ նյութերը սկսում են մթնել, գունաթափվել, իսկ ակրիլի լույսի փոխանցումը մնում է նույն մակարդակի վրա։ Հայտնի պլաստիկներից ոչ մեկը, բացի ակրիլից, չի կարող փոխանցել լույսի 90%-ը երեսուն տարի արևի տակ աշխատելուց հետո: Այդ իսկ պատճառով նախընտրելի է ակրիլը ժամանակակից դիզայներներև ճարտարապետներն իրենց լավագույն նախագծերը ստեղծելիս:

Երբ մենք խոսում ենք լույսի փոխանցման մասին, մենք խոսում ենք ուլտրամանուշակագույն ճառագայթների անվտանգ սպեկտրի մասին: Ակրիլային ապակին հետաձգում է արեգակնային ճառագայթման սպեկտրի վտանգավոր մասը։ Օրինակ, ակրիլային տանիքի տակ գտնվող տանը կամ ակրիլային պատուհաններով ինքնաթիռում մարդիկ գտնվում են ապակեպատման հուսալի պաշտպանության ներքո: Պարզաբանելու համար դիտարկենք ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման բնույթը։ Սպեկտրը բաժանված է կարճ ալիքի, միջին ալիքի և երկար ալիքի ճառագայթման։ Ճառագայթման յուրաքանչյուր տեսակ ունի տարբեր ազդեցություն աշխարհը. Կարճ ալիքի երկարությամբ ամենաբարձր էներգիայի ճառագայթումը, որը կլանված է մոլորակի օզոնային շերտով, կարող է վնասել ԴՆԹ-ի մոլեկուլները: Միջին ալիք - երկարատև ազդեցության դեպքում առաջացնում է մաշկի այրվածքներ և արգելակում մարմնի հիմնական գործառույթները: Ամենաանվտանգը և նույնիսկ ամենաօգտակարը երկար ալիքային ճառագայթումն է: Մեր մոլորակ է հասնում վտանգավոր միջին ալիքի ճառագայթման միայն մի մասը և երկար ալիքների ողջ սպեկտրը։ Ակրիլը թույլ է տալիս անցնել ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման օգտակար սպեկտրը՝ միաժամանակ արգելափակելով վտանգավոր ճառագայթները: Սա նյութի շատ կարևոր առավելություն է: Տան ապակեպատումը թույլ է տալիս պահպանել առավելագույն լույսը սենյակում՝ պաշտպանելով մարդկանց ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման բացասական հետևանքներից:

Էմալի դիմադրություն գունաթափմանը

Պայմանական լուսակայունությունը որոշվել է REHAU BLITZ PVC պրոֆիլի մուգ մոխրագույն RAL 7016 էմալի նմուշների վրա:

Ներկերի պայմանական լույսի ամրությունը որոշվել է ստանդարտներին համապատասխան թեստերում.

ԳՕՍՏ 30973-2002 «Պոլիվինիլքլորիդային պրոֆիլներ պատուհանների և դռների բլոկների համար. Կլիմայական ազդեցություններին դիմադրության որոշման և ամրությունը գնահատելու մեթոդ»: էջ 7.2, ներդիր 1, մոտ. 3.

80±5 Վտ/մ 2 ճառագայթման ինտենսիվության դեպքում լույսի պայմանական ամրությունը որոշելը վերահսկվում էր ծածկույթների փայլը և գունային բնութագրերը փոխելով: Ծածկույթների գունային բնութագրերը որոշվել են Spectroton սարքի վրա՝ նմուշները չոր շորով սրբելուց հետո՝ առաջացած շերտը հեռացնելու համար:

Փորձարկման ընթացքում նմուշների գույնի փոփոխությունը գնահատվել է CIE Lab համակարգում գունային կոորդինատների փոփոխությամբ՝ ΔE-ի հաշվարկով: Արդյունքները ներկայացված են աղյուսակ 1-ում:

Աղյուսակ 1 - Ծածկույթների փայլի և գունային բնութագրերի փոփոխություն

	Անցկացման ժամանակ, հ			Փայլի կորուստ, %	Գույնի կոորդինատ - L	Գույնի կոորդինատ - ա	Գույնի կոորդինատ - բ	Գույնի փոփոխություն Δ E ստանդարտին
		Նախքան փորձարկումը	Փորձարկումից հետո

1-ից 4-րդ նմուշները համարվում են թեստը հանձնած:

Տվյալները տրված են թիվ 4 նմուշի համար - 144 ժամ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման, որը համապատասխանում է ԳՕՍՏ-ին. 30973-2002 (40 պայմանական տարի):

L = 4,25 նորմ 5,5; a = 0,48 նորմ 0,80; բ = 1,54 նորմ 3,5.

Եզրակացություն:

Լույսի հոսքի հզորությունը մինչև 80±5 Վտ/մ 2 հանգեցնում է ծածկույթների փայլի կտրուկ անկմանը 98%-ով 36 ժամ փորձարկումից հետո՝ թիթեղների առաջացման արդյունքում։ Շարունակական փորձարկումների դեպքում փայլի հետագա կորուստ չի առաջանում: Լույսի ամրությունը կարող է բնութագրվել ԳՕՍՏ-ի համաձայն 30973-2002 - 40 պայմանական տարի.

Ծածկույթի գունային բնութագրերը թույլատրելի սահմաններում են և համապատասխանում են ԳՕՍՏ-ին 30973-2002 թիվ 1, թիվ 2, թիվ 3, թիվ 4 նմուշների վերաբերյալ։

1

Ձեռք են բերվել ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման նկատմամբ դիմացկուն պոլիպրոպիլենի հիմքով կոմպոզիտային նյութեր։ Պոլիպրոպիլենի և դրա վրա հիմնված կոմպոզիտների ֆոտոդեգրադացիայի աստիճանը գնահատելու համար IR սպեկտրոսկոպիան հիմնական գործիքն էր: Քանի որ պոլիմերը քայքայվում է, այն կոտրվում է քիմիական կապերև նյութի օքսիդացում: Այս գործընթացները արտացոլվում են IR սպեկտրում: Նաև պոլիմերային ֆոտոդեգրադացման գործընթացների զարգացումը կարելի է դատել ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման ազդեցության տակ գտնվող մակերեսի կառուցվածքի փոփոխությամբ: Սա արտացոլվում է թրջման շփման անկյան փոփոխության մեջ: Տարբեր ուլտրամանուշակագույն կլանիչներով կայունացված պոլիպրոպիլենն ուսումնասիրվել է IR սպեկտրոսկոպիայի և շփման անկյունի չափումների միջոցով: Բորի նիտրիդը, բազմապատ ածխածնային նանոխողովակները և ածխածնային մանրաթելերը օգտագործվել են որպես պոլիմերային մատրիցայի լցոնիչներ։ Ստացվել և վերլուծվել են պոլիպրոպիլենի և դրա հիման վրա կոմպոզիտների IR կլանման սպեկտրները: Ստացված տվյալների հիման վրա որոշվել են պոլիմերային մատրիցայում ուլտրամանուշակագույն ֆիլտրերի կոնցենտրացիաները, որոնք անհրաժեշտ են նյութը ֆոտոդեգրադացիայից պաշտպանելու համար։ Հետազոտության արդյունքում պարզվել է, որ օգտագործված լցանյութերը զգալիորեն նվազեցնում են մակերեսի քայքայումը և բյուրեղային կառուցվածքկոմպոզիտներ.

պոլիպրոպիլեն

Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթում

նանո խողովակներ

բորի նիտրիդ

1. A. L. Smith, Կիրառական IR սպեկտրոսկոպիա: Հիմունքներ, տեխնիկա, վերլուծական կիրառություն: - Մ.: Միր, 1982:

2. Bertin D., M. Leblanc, S. R. A. Marque, D. Siri. Պոլիպրոպիլենի դեգրադացիա. տեսական և փորձարարական հետազոտություններ// Պոլիմերների քայքայում և կայունություն. - 2010. - V. 95, I.5. - P. 782-791.

3. Guadagno L., Naddeo C., Raimondo M., Gorrasi G., Vittoria V. Ածխածնային նանոխողովակների ազդեցությունը սինդիոտակտիկ պոլիպրոպիլենի ֆոտոօքսիդատիվ ամրության վրա // Պոլիմերների քայքայումը և կայունությունը: - 2010. - V.95, I. 9. - P. 1614-1626:

4. Horrocks A. R., Mwila J., Miraftab M., Liu M., Chohan S. S. Ածխածնի սևի ազդեցությունը կողմնորոշված ​​պոլիպրոպիլենի հատկությունների վրա 2. Ջերմային և ֆոտոդեգրադացիա // Պոլիմերների քայքայում և կայունություն: - 1999. - V. 65, I.1. – Էջ 25-36։

5. Jia H., Wang H., Chen W. Խոչընդոտված ամինային լույսի կայունացուցիչների համակցված ազդեցությունը ուլտրամանուշակագույն կլանիչների հետ պոլիպրոպիլենի ճառագայթման դիմադրության վրա // Ճառագայթային ֆիզիկա և քիմիա: - 2007. - V.76, I. 7. - P. 1179-1188:

6. Kaczmarek H., Ołdak D., Malanowski P., Chaberska H. Կարճ ալիքի ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման ազդեցությունը պոլիպրոպիլենային / ցելյուլոզային կոմպոզիցիաների ծերացման վրա // Պոլիմերների քայքայումը և կայունությունը: - 2005. - V.88, I.2. - P. 189-198.

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

1. Ներածություն

Պոլիպրոպիլենն օգտագործվում է բազմաթիվ ոլորտներում՝ թաղանթների (հատկապես փաթեթավորման), տարաների, խողովակների, տեխնիկական սարքավորումների մասերի արտադրության մեջ, որպես էլեկտրամեկուսիչ նյութ, շինարարությունում և այլն։ Այնուամենայնիվ, երբ ենթարկվում է ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման, պոլիպրոպիլենը կորցնում է իր կատարումը ֆոտոդեգրադացման գործընթացների զարգացման պատճառով: Հետևաբար, պոլիմերի կայունացման համար օգտագործվում են տարբեր ուլտրամանուշակագույն կլանիչներ (ուլտրամանուշակագույն ֆիլտրեր)՝ ինչպես օրգանական, այնպես էլ անօրգանական՝ ցրված մետաղ, կերամիկական մասնիկներ, ածխածնային նանոխողովակներ և մանրաթելեր:

Պոլիպրոպիլենի և դրա հիման վրա կոմպոզիտների ֆոտոդեգրադացիայի աստիճանը գնահատելու համար հիմնական գործիքը IR սպեկտրոսկոպիան է: Երբ պոլիմերը քայքայվում է, քիմիական կապերը կոտրվում են, և նյութը օքսիդացված է: Այս գործընթացները արտացոլված են
IR սպեկտրներ. IR կլանման սպեկտրներում գագաթների քանակով և դիրքով կարելի է դատել նյութի բնույթը (որակական վերլուծություն), և ըստ կլանման գոտիների ինտենսիվության, նյութի քանակի (քանակական վերլուծություն) և, հետևաբար, գնահատել նյութի քայքայման աստիճանը.

Նաև պոլիմերային ֆոտոդեգրադացման գործընթացների զարգացումը կարելի է դատել ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման ազդեցության տակ գտնվող մակերեսի կառուցվածքի փոփոխությամբ: Սա արտացոլվում է թրջման շփման անկյան փոփոխության մեջ:

Այս աշխատանքում տարբեր ուլտրամանուշակագույն կլանիչներով կայունացված պոլիպրոպիլենն ուսումնասիրվել է IR սպեկտրոսկոպիայի և շփման անկյունի չափումների միջոցով:

2. Նյութեր և փորձարարական տեխնիկա

Որպես հումք և լցոնիչներ օգտագործվել են՝ պոլիպրոպիլեն, ցածր մածուցիկություն (TU 214535465768); 30 նմ-ից ոչ ավելի տրամագծով և 5 մմ-ից ոչ ավելի երկարությամբ բազմաշերտ ածխածնային նանոխողովակներ. բարձր մոդուլի ածխածնային մանրաթել, VMN-4 դասի; վեցանկյուն բորի նիտրիդ:

Պոլիմերային մատրիցայում լցանյութի տարբեր զանգվածային բաժիններով նմուշներ ստացվել են ելանյութերից՝ էքստրուզիոն խառնելով:

Ֆուրիեի IR սպեկտրոմետրիան օգտագործվել է որպես ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման ազդեցության տակ պոլիմերային կոմպոզիտների մոլեկուլային կառուցվածքի փոփոխությունների ուսումնասիրման մեթոդ: Սպեկտրները արձանագրվել են Thermo Nicolet 380 սպեկտրոմետրի վրա՝ ադամանդի բյուրեղով խափանված ընդհանուր ներքին արտացոլման (ATR) Smart iTR մեթոդի իրականացման համար կցորդով: Հետազոտությունն իրականացվել է 4 սմ-1 թույլատրությամբ, վերլուծված տարածքը եղել է 4000-650 սմ-1 միջակայքում։ Յուրաքանչյուր սպեկտր ստացվել է սպեկտրոմետրի հայելու միջին 32 անցումներով: Համեմատության սպեկտրը վերցվել է յուրաքանչյուր նմուշ վերցնելուց առաջ:

Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման ազդեցության տակ փորձնական պոլիմերային կոմպոզիտների մակերևույթի փոփոխությունն ուսումնասիրելու համար օգտագործեցինք թորած ջրի հետ թրջվելու շփման անկյունը որոշելու մեթոդը։ Կոնտակտային անկյունների չափումները կատարվում են KRÜSS EasyDrop DSA20 կաթիլների ձևի վերլուծության համակարգի միջոցով: Թրջման շփման անկյունը հաշվարկելու համար օգտագործվել է Յանգ-Լապլասի մեթոդը։ Այս մեթոդով գնահատվում է անկման ամբողջական ուրվագիծը. ընտրությունը հաշվի է առնում ոչ միայն միջերեսային փոխազդեցությունները, որոնք որոշում են անկման ուրվագիծը, այլև այն փաստը, որ կաթիլը չի ​​քանդվում հեղուկի քաշի պատճառով: Յանգ-Լապլասի հավասարման հաջող ընտրությունից հետո թրջման անկյունը որոշվում է որպես շոշափողի թեքություն երեք փուլերի շփման կետում:

3. Արդյունքներ և քննարկում

3.1. Պոլիմերային կոմպոզիտների մոլեկուլային կառուցվածքի փոփոխությունների ուսումնասիրությունների արդյունքները

Պոլիպրոպիլենի սպեկտրը առանց լցանյութի (Նկար 1) պարունակում է այս պոլիմերին բնորոշ բոլոր գծերը: Առաջին հերթին դրանք ջրածնի ատոմների վիբրացիոն գծեր են CH3 և CH2 ֆունկցիոնալ խմբերում: 2498 սմ-1 և 2866 սմ-1 ալիքային համարների տարածաշրջանի գծերը պատասխանատու են մեթիլ խմբի (CH3) ասիմետրիկ և սիմետրիկ ձգվող թրթիռների համար, իսկ գծերը՝ 1450 սմ-1 և 1375 սմ-1, հերթով: , պայմանավորված են նույն խմբի ճկվող սիմետրիկ և ասիմետրիկ թրթիռներով։ 2916 սմ-1 և 2837 սմ-1 տողերը վերաբերում են մեթիլենային խմբերի (CH2) ձգվող թրթռումների գծերին: Շերտեր ալիքի համարների վրա 1116 սմ-1,
998 սմ-1, 974 սմ-1, 900 սմ-1, 841 սմ-1 և 809 սմ-1 սովորաբար կոչվում են կանոնավորության գոտիներ, այսինքն՝ պոլիմերային կանոնավորության շրջանների պատճառով գծեր, դրանք երբեմն կոչվում են նաև բյուրեղականության շերտեր: Հարկ է նշել ցածր ինտենսիվության գծի առկայությունը 1735 սմ-1 տարածքում, որը պետք է վերագրել C=O կապի թրթռումներին, որոնք կարող են կապված լինել սեղմման ժամանակ պոլիպրոպիլենի թեթև օքսիդացման հետ: Սպեկտրը պարունակում է նաև C=C կրկնակի կապերի առաջացման համար պատասխանատու գոտիներ
(1650-1600 սմ-1), որն առաջացել է նմուշի ուլտրամանուշակագույն ճառագայթմամբ ճառագայթումից հետո: Բացի այդ, հենց այս նմուշն է բնութագրվում C=O գծի առավելագույն ինտենսիվությամբ։

Նկար 1. Պոլիպրոպիլենի IR սպեկտրները ուլտրամանուշակագույն դիմադրության փորձարկումից հետո

Բորի նիտրիդով լցված կոմպոզիտների վրա ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման ազդեցության արդյունքում առաջանում են տարբեր բնույթի (ալդեհիդ, կետոն, եթեր) C=O (1735-1710 սմ-1) կապեր։ Մաքուր պոլիպրոպիլենի և 40% և 25% բորի նիտրիդ պարունակող ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման նմուշների սպեկտրները պարունակում են ժապավեններ, որոնք սովորաբար պատասխանատու են C=C կրկնակի կապերի ձևավորման համար (1650-1600 սմ-1): Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման ենթարկված պոլիմերային կոմպոզիտների նմուշների վրա 1300-900 սմ-1 ալիքային թվերի օրինաչափության (բյուրեղության) գոտիները նկատելիորեն ընդլայնվել են, ինչը վկայում է պոլիպրոպիլենի բյուրեղային կառուցվածքի մասնակի դեգրադացիայի մասին: Այնուամենայնիվ, պոլիմերային կոմպոզիտային նյութերի վեցանկյուն բորի նիտրիդով լցնելու աստիճանի բարձրացմամբ, պոլիպրոպիլենի բյուրեղային կառուցվածքի քայքայումը նվազում է: Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը հանգեցրել է նաև նմուշների մակերևույթի հիդրոֆիլության բարձրացմանը, որն արտահայտվում է հիդրոքսո խմբի լայն գծի առկայությամբ 3000 սմ-1 տարածքում:

Նկար 2. Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման դիմադրության փորձարկումից հետո պոլիմերային կոմպոզիտի IR սպեկտրները, որոնք հիմնված են պոլիպրոպիլենի վրա՝ 25% (ք.) վեցանկյուն բորի նիտրիդով

Պոլիպրոպիլենի սպեկտրները, որոնք լցված են ածխածնային մանրաթելերի և նանոխողովակների 20% (ք.) խառնուրդով, փորձարկումից առաջ և հետո գործնականում չեն տարբերվում միմյանցից, հիմնականում սպեկտրի աղավաղման պատճառով՝ ածխածնի կողմից IR ճառագայթման ուժեղ կլանման պատճառով: նյութի բաղադրիչ.

Ստացված տվյալների հիման վրա կարելի է դատել, որ պոլիպրոպիլենի, ածխածնային մանրաթել VMN-4-ի և ածխածնային նանոխողովակների վրա հիմնված կոմպոզիտների նմուշներում առկա են փոքր քանակությամբ C=O կապեր՝ պայմանավորված տարածաշրջանում գագաթնակետի առկայությամբ: 1730 սմ-1, սակայն, վստահելի է դատել նմուշներում այդ կապերի քանակի մասին, սպեկտրների աղավաղման պատճառով հնարավոր չէ:

3.2. Պոլիմերային կոմպոզիտների մակերեսի փոփոխությունների ուսումնասիրության արդյունքները

Աղյուսակ 1-ում ներկայացված են վեցանկյուն բորի նիտրիդով լցված պոլիմերային կոմպոզիտների փորձնական նմուշների մակերեսի փոփոխությունների ուսումնասիրության արդյունքները: Արդյունքների վերլուծությունը թույլ է տալիս եզրակացնել, որ պոլիպրոպիլենը վեցանկյուն բորի նիտրիդով լցնելը մեծացնում է պոլիմերային կոմպոզիտների մակերեսի դիմադրությունը ուլտրամանուշակագույն ճառագայթմանը: Լցման աստիճանի բարձրացումը հանգեցնում է մակերեսի ավելի քիչ դեգրադացիայի, ինչը դրսևորվում է հիդրոֆիլության բարձրացմամբ, ինչը լավ համընկնում է պոլիմերային կոմպոզիտների փորձարարական նմուշների մոլեկուլային կառուցվածքի փոփոխությունների ուսումնասիրության արդյունքների հետ:

Աղյուսակ 1. Վեցանկյուն բորի նիտրիդով լցված պոլիմերային կոմպոզիտների մակերևույթի շփման անկյան փոփոխության արդյունքները ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման նկատմամբ դիմադրության փորձարկման արդյունքում

Լրացման աստիճան BN	Թրջման անկյուն, գր
	Թեստից առաջ	Փորձարկումից հետո

Ածխածնի մանրաթելերի և նանոխողովակների խառնուրդով լցված պոլիմերային կոմպոզիտների փորձնական նմուշների մակերևույթի փոփոխությունների ուսումնասիրության արդյունքների վերլուծությունը (Աղյուսակ 2) թույլ է տալիս եզրակացնել, որ պոլիպրոպիլենը ածխածնային նյութերով լցնելը այս պոլիմերային կոմպոզիտները դարձնում է ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման դիմացկուն: Այս փաստըպայմանավորված է նրանով, որ ածխածնային նյութերը ակտիվորեն կլանում են ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը:

Աղյուսակ 2. Ածխածնային մանրաթելով և նանոխողովակներով լցված պոլիմերային կոմպոզիտների մակերևույթի շփման անկյունի փոփոխման արդյունքները ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման նկատմամբ դիմադրության փորձարկման արդյունքում

Ուլտրամանուշակագույն + CNT լցման աստիճան	Թրջման անկյուն, գր
	Թեստից առաջ	Փորձարկումից հետո

4. Եզրակացություն

Համաձայն պոլիպրոպիլենի վրա հիմնված կոմպոզիտների ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման դիմադրության ուսումնասիրության արդյունքների, պոլիմերին վեցանկյուն բորի նիտրիդի ավելացումը զգալիորեն նվազեցնում է կոմպոզիտների մակերեսի և բյուրեղային կառուցվածքի քայքայումը: Այնուամենայնիվ, ածխածնային նյութերը ակտիվորեն կլանում են ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը, դրանով իսկ ապահովելով պոլիմերների և ածխածնային մանրաթելերի և նանոխողովակների վրա հիմնված կոմպոզիտների բարձր դիմադրություն ուլտրամանուշակագույն ճառագայթմանը:

Աշխատանքն իրականացվել է «Ռուսաստանի գիտական ​​և տեխնոլոգիական համալիրի 2007-2013 թվականների զարգացման առաջնահերթ ոլորտներում հետազոտություն և զարգացում» դաշնային նպատակային ծրագրի շրջանակներում, 2011 թվականի հուլիսի 08-ի թիվ 16.516.11.6099 պետական ​​պայմանագիր:

Գրախոսներ.

Սերով Գ.Վ., տեխնիկական գիտությունների դոկտոր, Մոսկվայի «MISiS» գիտության և տեխնիկայի ազգային համալսարանի ֆունկցիոնալ նանոհամակարգերի և բարձր ջերմաստիճանի նյութերի ամբիոնի պրոֆեսոր։

Կոնդակով Ս. Ե., տեխնիկական գիտությունների դոկտոր, ավագ գիտաշխատող, ֆունկցիոնալ նանոհամակարգերի և բարձր ջերմաստիճանի նյութերի ամբիոն, Գիտության և տեխնիկայի ազգային համալսարան «MISiS», Մոսկվա:

Մատենագիտական ​​հղում

Կուզնեցով Դ.Վ., Իլինիխ Ի.Ա., Չերդինցև Վ.Վ., Մուրատով Դ.Ս., Շատրովա Ն.Վ., Բուրմիստրով Ի.Ն. ՊՈԼԻՊՐՈՊԻԼԵՆԻ ՀԻՄՆԱԿԱՆ ՊՈԼԻՄԵՐԱՅԻՆ ԿՈՊՈԶԻՏՆԵՐԻ ԿԱՅՈՒՆՈՒԹՅԱՆ ՈՒՍՈՒՄՆԱՍԻՐՈՒԹՅՈՒՆ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման նկատմամբ // Ժամանակակից հարցերգիտություն և կրթություն։ - 2012. - Թիվ 6.;
URL՝ http://science-education.ru/ru/article/view?id=7503 (մուտքի ամսաթիվ՝ 01.02.2020): Ձեր ուշադրությանն ենք ներկայացնում «Բնական պատմության ակադեմիա» հրատարակչության կողմից հրատարակված ամսագրերը.

Ակտիվ են պոլիմերները քիմիական նյութեր, որոնք վերջերս լայն տարածում են գտել պլաստմասսե արտադրանքի զանգվածային սպառման շնորհիվ։ Տարեցտարի աճում է պոլիմերների համաշխարհային արտադրության ծավալը, և դրանց օգտագործմամբ պատրաստված նյութերը նոր դիրքեր են գրավում կենցաղային և արդյունաբերական ոլորտներում։

Արտադրանքի բոլոր փորձարկումները կատարվում են լաբորատոր պայմաններում: Նրանց հիմնական խնդիրն է որոշել գործոնները միջավայրը, որոնք կործանարար ազդեցություն են ունենում պլաստմասսայից պատրաստված արտադրանքի վրա։

Բացասական գործոնների հիմնական խումբը, որը ոչնչացնում է պոլիմերները

Հատուկ արտադրանքի դիմադրությունը բացասական կլիմայական պայմաններին որոշվում է հաշվի առնելով երկու հիմնական չափանիշ.

• պոլիմերի քիմիական կազմը;
• արտաքին գործոնների տեսակը և ուժը.

Այս դեպքում պոլիմերային արտադրանքի վրա բացասական ազդեցությունը որոշվում է դրանց ամբողջական ոչնչացման ժամանակով և ազդեցության տեսակով. ակնթարթային ամբողջական ոչնչացում կամ նուրբ ճաքեր և թերություններ:

Պոլիմերների քայքայման վրա ազդող գործոնները ներառում են.

• միկրոօրգանիզմներ;
• տարբեր աստիճանի ինտենսիվության ջերմային էներգիա;
• վնասակար նյութեր պարունակող արդյունաբերական արտանետումներ.
• բարձր խոնավություն;
• Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթում;
• ռենտգեն ճառագայթում;
• օդում թթվածնի և օզոնի միացությունների ավելացված տոկոսը:

Արտադրանքի ամբողջական ոչնչացման գործընթացը արագանում է մի քանի անբարենպաստ գործոնների միաժամանակյա գործողությամբ։

Պոլիմերների կլիմայական փորձարկումների անցկացման առանձնահատկություններից է թեստային փորձաքննության անհրաժեշտությունը և թվարկված յուրաքանչյուր երևույթի ազդեցության ուսումնասիրությունը։ Այնուամենայնիվ, նման գնահատման արդյունքները չեն կարող ճշգրիտ արտացոլել արտաքին գործոնների փոխազդեցության պատկերը պոլիմերային արտադրանքների հետ: Դա պայմանավորված է նրանով, որ նորմալ պայմաններում նյութերն առավել հաճախ ենթարկվում են համակցված ազդեցության: Այս դեպքում կործանարար ազդեցությունը զգալիորեն ուժեղանում է:

Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման ազդեցությունը պոլիմերների վրա

Սխալ կարծիք կա, որ պլաստիկ արտադրանքը հատկապես վնասակար է արեւի ճառագայթները. Իրականում կործանարար ազդեցություն ունի միայն ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը։

Պոլիմերներում ատոմների միջև կապերը կարող են ոչնչացվել միայն այս սպեկտրի ճառագայթների ազդեցության տակ: Նման անբարենպաստ հետևանքների հետևանքները կարելի է տեսնել տեսողականորեն: Նրանք կարող են արտահայտվել:

• պլաստիկ արտադրանքի մեխանիկական հատկությունների և ուժի վատթարացում;
• ավելացել է փխրունություն;
• այրումը.

Լաբորատորիաներում նման փորձարկումների համար օգտագործվում են քսենոնային լամպեր:

Փորձարկումներ են իրականացվում նաև ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման, բարձր խոնավության և ջերմաստիճանի ազդեցության պայմանները վերստեղծելու համար։

Նման թեստերն անհրաժեշտ են՝ փոփոխությունների անհրաժեշտության մասին եզրակացություններ անելու համար քիմիական բաղադրությունընյութեր. Այսպիսով, որպեսզի պոլիմերային նյութը դառնա դիմացկուն ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման նկատմամբ, դրան ավելացվում են հատուկ կլանիչներ։ Նյութի ներծծող հատկության շնորհիվ ակտիվանում է պաշտպանիչ շերտը։

Միջատոմային կապերի կայունությունն ու ամրությունը կարելի է մեծացնել նաև կայունացուցիչների ներդրմամբ։

Միկրոօրգանիզմների կործանարար ազդեցությունը

Պոլիմերները մանրէների նկատմամբ բարձր դիմացկուն նյութեր են։ Այնուամենայնիվ, այս հատկությունը բնորոշ է միայն բարձրորակ պլաստիկից պատրաստված արտադրանքներին:

Անորակ նյութերում ավելացվում են ցածր մոլեկուլային քաշ ունեցող նյութեր, որոնք հակված են մակերեսի վրա կուտակվելու։ Մեծ թիվնման բաղադրիչները նպաստում են միկրոօրգանիզմների տարածմանը:

Հետեւանքները կործանարար ազդեցությունկարելի է նկատել բավականին արագ, քանի որ.

• ասեպտիկ հատկությունները կորչում են.
• արտադրանքի թափանցիկության աստիճանը նվազում է.
• հայտնվում է փխրունություն.

Լրացուցիչ գործոնների շարքում, որոնք կարող են հանգեցնել պոլիմերների արդյունավետության նվազմանը, պետք է նշել բարձր ջերմաստիճանը և խոնավությունը: Նրանք ստեղծում են բարենպաստ պայմաններ միկրոօրգանիզմների ակտիվ զարգացման համար։

Իրականացված հետազոտությունները հնարավորություն են տվել գտնել առավելագույնը արդյունավետ մեթոդկանխելով բակտերիաների աճը. Սա պոլիմերների բաղադրությանը հատուկ նյութերի՝ ֆունգիցիդների ավելացումն է։ Բակտերիաների զարգացումը կասեցվում է ամենապարզ միկրոօրգանիզմների համար բաղադրիչի բարձր թունավորության պատճառով:

Հնարավո՞ր է չեզոքացնել բացասական բնական գործոնների ազդեցությունը:

Հետազոտության արդյունքում հնարավոր է դարձել պարզել, որ ժամանակակից շուկայում պլաստմասսայից արտադրանքի մեծ մասը չի փոխազդում թթվածնի և նրա ակտիվ միացությունների հետ։

Այնուամենայնիվ, պոլիմերների քայքայման մեխանիզմը կարող է առաջանալ թթվածնի համակցված գործողությամբ և բարձր ջերմաստիճանի, խոնավություն կամ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթում:

Նաև հատուկ ուսումնասիրություններ կատարելիս հնարավոր եղավ ուսումնասիրել պոլիմերային նյութերի ջրի հետ փոխազդեցության առանձնահատկությունները։ Հեղուկը պոլիմերների վրա ազդում է երեք եղանակով.

1. ֆիզիկական;
2. քիմիական (հիդրոլիզ);
3. ֆոտոքիմիական.

Բարձր ջերմաստիճանի լրացուցիչ միաժամանակյա ազդեցությունը կարող է արագացնել պոլիմերային արտադրանքի ոչնչացման գործընթացը:

Պլաստմասսաների կոռոզիա

Լայն իմաստով այս հայեցակարգը ենթադրում է նյութի ոչնչացում արտաքին գործոնների բացասական ազդեցության տակ։ Այսպիսով, «պոլիմերային կոռոզիա» տերմինը պետք է հասկանալ որպես նյութի բաղադրության կամ հատկությունների փոփոխություն, որն առաջացել է. անբարենպաստ ազդեցությունինչը հանգեցնում է արտադրանքի մասնակի կամ ամբողջական ոչնչացման:

Նյութական նոր հատկություններ ստանալու համար պոլիմերների նպատակային փոխակերպման գործընթացները չեն մտնում այս սահմանման տակ:

Պետք է խոսել կոռոզիայի մասին, օրինակ, երբ պոլիվինիլքլորիդը շփվում է և փոխազդում է քիմիապես ագրեսիվ միջավայրի՝ քլորի հետ։

Շատ յուղեր և հերմետիկ նյութեր օգտագործվում են նույն հաջողությամբ ներքին հարդարում, ինչպես նաև արտաքինի համար։ Ճիշտ է, դրա համար նրանք պետք է ունենան որոշակի հատկություններ, օրինակ, ինչպիսիք են խոնավության դիմադրությունը, ջերմամեկուսացումը և ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման դիմադրությունը:

Այս բոլոր չափանիշները պետք է անպայման բավարարվեն, քանի որ մեր կլիմայական պայմաններն անկանխատեսելի են և անընդհատ փոփոխվում են։ Առավոտյան հնարավոր է արևոտ լինի, սակայն կեսօրից հետո արդեն կհայտնվեն ամպամածություն և կսկսվեն հորդառատ անձրևներ։

Հաշվի առնելով վերը նշված բոլորը՝ փորձագետները խորհուրդ են տալիս ընտրել ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման դիմացկուն յուղեր և հերմետիկ նյութեր:

Ինչու է անհրաժեշտ ֆիլտր

Թվում է, թե ինչու ավելացնել ուլտրամանուշակագույն ֆիլտր, երբ բացօթյա աշխատանքի համար կարող եք օգտագործել սիլիկոն կամ պոլիուրեթանային հերմետիկ նյութ: Բայց այս բոլոր գործիքներն ունեն որոշակի տարբերություններ, ինչը թույլ չի տալիս դրանք օգտագործել բացարձակապես բոլոր դեպքերում։ Օրինակ, դուք կարող եք հեշտությամբ վերականգնել կարը, եթե օգտագործվել է ակրիլային հերմետիկ նյութ, ինչը չի կարելի ասել սիլիկոնի մասին:

Բացի այդ, սիլիկոնային հերմետիկ նյութը խիստ քայքայիչ է մետաղական մակերեսներ, ինչը չի կարելի ասել ակրիլի մասին: Մեկ այլ տարբերակիչ հատկանիշ՝ մինուս y նշանով սիլիկոնե հերմետիկներհայտնվում է նրանց շրջակա միջավայրի բարեկեցությունը: Դրանք պարունակում են առողջության համար վտանգավոր լուծիչներ։ Այդ իսկ պատճառով որոշ ակրիլային հերմետիկներ սկսել են օգտագործել ուլտրամանուշակագույն ֆիլտր՝ ընդլայնելու իրենց կիրառման շրջանակը:

Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը պոլիմերային նյութերի մեծ մասի քայքայման հիմնական պատճառն է: Հաշվի առնելով այն փաստը, որ ոչ բոլոր հերմետիկներն են ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման դիմացկուն, դուք պետք է չափազանց զգույշ լինեք հերմետիկ կամ յուղ ընտրելիս:

Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման դիմացկուն նյութեր

Շուկայում արդեն կան մի շարք ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման դիմացկուն հերմետիկներ՝ հերմետիկների և ծածկույթների համար: Դրանք ներառում են սիլիկոն և պոլիուրեթան:

Սիլիկոնե հերմետիկներ

Սիլիկոնե հերմետիկների առավելությունները ներառում են բարձր կպչունություն, առաձգականություն (մինչև 400%), կարծրացումից հետո մակերեսը գունավորելու հնարավորությունը և ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման դիմադրությունը: Այնուամենայնիվ, նրանք ունեն նաև բավականաչափ թերություններ. ոչ էկոլոգիական ընկերականություն, ագրեսիվություն. մետաղական կոնստրուկցիաներեւ կարի վերականգնման անհնարինությունը։

Պոլիուրեթանային

Նրանք ունեն նույնիսկ ավելի մեծ առաձգականություն, քան սիլիկոնը (մինչև 1000%)։ Ցրտադիմացկուն. դրանք կարող են կիրառվել մակերևույթի վրա օդի մինչև -10 C ջերմաստիճանի դեպքում: Պոլիուրեթանային հերմետիկները դիմացկուն են և, իհարկե, ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման դիմացկուն:

Թերությունները ներառում են բարձր կպչունություն ոչ բոլոր նյութերին (այն լավ չի փոխազդում պլաստիկի հետ): Օգտագործված նյութը շատ դժվար է և ծախսատար: Պոլիուրեթանային հերմետիկ նյութը լավ չի փոխազդում խոնավ միջավայրի հետ:

Ակրիլային հերմետիկներ ուլտրամանուշակագույն ֆիլտրով

Ակրիլային հերմետիկները շատ առավելություններ ունեն, այդ թվում՝ բարձր կպչունություն բոլոր նյութերին, կարի վերականգնման հնարավորությունը և առաձգականությունը (մինչև 200%): Բայց այս բոլոր առավելությունների մեջ բացակայում է մեկ կետ՝ դիմադրություն ուլտրամանուշակագույն ճառագայթներին։

Այս ուլտրամանուշակագույն ֆիլտրի շնորհիվ ակրիլային հերմետիկները այժմ կարող են մրցակցել այլ տեսակի հերմետիկների հետ և որոշակի դեպքերում հեշտացնել սպառողի ընտրությունը:

Յուղեր ուլտրամանուշակագույն ֆիլտրով

Անգույն ծածկույթ փայտե մակերեսներունի բարձր և հուսալի պաշտպանություն ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումից: Ուլտրամանուշակագույն ֆիլտրով յուղերը հաջողությամբ օգտագործվում են բացօթյա օգտագործման համար, ինչը թույլ է տալիս նյութին պահպանել իր բոլոր անհրաժեշտությունները դրական հատկություններչնայած արտաքին ազդեցություններին.

Այս տեսակի յուղը թույլ է տալիս մի փոքր հետաձգել հաջորդ պլանավորված մակերեսային ծածկույթը յուղով: Վերականգնումների միջև ընդմիջումը կրճատվում է 1,5–2 անգամ։