En anordning til påvirkning af ultraviolet stråling på plastik. UV-stabilisatorer er et nødvendigt tilsætningsstof til polymermaterialer. Stoffer, der er modstandsdygtige over for ultraviolet stråling

Hvad er det?

Hvorfor er UV-print så godt?

Hvorfor betale mere?

Princippet om ultraviolet udskrivning

Ultraviolet print (UV-print) er en type udskrivning, der bruger UV-hærdende blæk ved inkjet-print direkte på materialet. Når det udsættes for UV-stråling af en bestemt bølgelængde, polymeriserer sådan blæk øjeblikkeligt og bliver til en fast tilstand. Da blækket ikke absorberes i materialet og ikke spredes over overfladen, giver dette dig mulighed for at skabe lyse og rige billeder.

UV-blæk har en mat overflade efter polymerisation, så yderligere lakbehandling er nødvendig for at opnå glans. Men hvis du udskriver på glas fra bagsiden, bliver billederne saftige og blanke. Således kan billedet påføres på enhver overflade. Blanke overflader Før påføring behandles de med en speciel løsning, der hjælper blækket med at klæbe til materialets overflade. Selv uden lak holder blækket efter polymerisationen op med at fordampe skadelige opløsningsmidler og bliver uskadeligt for mennesker.

Ved udskrivning på gennemsigtige materialer(glas, plexiglas) med hvid farve får vi flere lag: base (glas) + primer (til vedhæftning til overfladen) + farvet UV maling + hvid UV maling + hvid beskyttende film sikkerhed.

Hvad er fordelene ved at udskrive med ultraviolet blæk?

  • Holdbarhed
    UV-blæk er meget modstandsdygtig over for stød miljø. Derudover er de mere holdbare - de falmer ikke i solen og opløses ikke i vand og opløsningsmiddel.
  • Miljøvenlighed
    Komponenterne, der udgør UV-blæk, indeholder i modsætning til opløsningsmiddelblæk ikke harpiksbaserede opløsningsmidler. I processen med at arbejde med blæk elimineres skadelige virkninger på atmosfæren og mennesker praktisk talt. Dette tillader brugen af ​​ultraviolet print i områder med høj sanitære krav(skoler, børnehaver, hospitaler) og i det indre.
  • Stort valg materiale og overflader
    UV-blæk absorberes ikke i materialet, men forbliver på overfladen. Derfor kan du printe på alle materialer: fleksibel eller hård, med glatte eller ujævne overflader.
  • Lyse og rige farver
    Fordi UV-blæk absorberes ikke og spredes ikke, farverne mister ikke deres rigdom, og fraværet af blødning giver dig mulighed for at udskrive klare billeder som i den originale fil. Derfor kan du printe på enhver overflade uden at miste rigdom og klarhed.
  • Holdbarhed
    I intern annoncering Levetiden for UV-print er 10 - 15 år, og til udendørs print er den begrænset til 4-5 år. Dette forklares af det faktum, at udendørs reklamematerialer stadig udsættes for ultraviolet stråling og betydelige temperaturændringer.
  • Hvidt tryk
    I øjeblikket kan meget få printere prale af evnen til at udskrive i hvidt. I dette tilfælde kan hvid farve være et substrat, uigennemsigtigt og simpelthen som en 5. ekstra farve ved udskrivning på mørke overflader

Så hvorfor betale for UV-print?

Selve UV-printteknologien er meget dyrere end simpel indvendig udskrivning ved hjælp af opløsningsmiddelplottere. Men ved udskrivning på en opløsningsmiddelplotter er der en række væsentlige ulemper, herunder sundhedsskadelige, da selv efter et par dage fortsætter opløsningsmiddelblæk med at fordampe fra filmens overflade. Og det er bedre ikke at nævne listen over sygdomme, som det forårsager på et anstændigt sted.

Lad os som et eksempel se på det mest almindelige tilfælde - at lave en skinali ( køkkenforklæde)

Så skinali er installeret i køkkenet mellem den nederste og den øverste skuffe, i umiddelbar nærhed fra madlavning. Det er naturligt i dette tilfælde at bruge mere miljøvenlige produkter. Hærdet glas til gaskomfur befinde sig i et område med temperaturændringer, og filmen på sådanne steder kan "svæve", hvor der opstår bobler, og filmen tørrer ud mod midten af ​​glasset, hvilket igen fører til fremkomsten af ​​gennemsigtige striber langs hudens kanter. Dette ser særligt kritisk ud ved krydsene mellem de enkelte glas. UV-print mangler alt dette, fordi... det påføres direkte på glasset og er ikke bange for høje temperaturer. En ekstra bonus vil være høj kvalitet billeder og tryk på kanten af ​​glasset, selv affasninger er forseglet.

Forskellen i prisen på en kvadratmeter fotoudskrivning på film og UV-udskrivning er 600-800 rubler. Med en forklædelængde på 4 løbemeter. ekstra udgifter vil beløbe sig til 1,5 - 2 tusind rubler. Men for disse penge får du lyse farver, uden støv og snavs under filmen, uden gennemsigtige kanter, med 10-15 års garanti. Du er værdig godt produkt for de brugte penge!

Polymerer er aktive kemiske stoffer, som i På det sidste vinder udbredt popularitet på grund af det massive forbrug af plastprodukter. Mængden af ​​global produktion af polymerer vokser hvert år, og materialer fremstillet ved hjælp af dem får nye positioner i husholdnings- og industrisfærer.

Alle produkttests udføres i laboratorieforhold. Deres hovedopgave er at identificere miljøfaktorer, der har en ødelæggende effekt på plastprodukter.

Hovedgruppen af ​​ugunstige faktorer, der ødelægger polymerer

Modstandsdygtighed af specifikke produkter til negativ klimatiske forhold fastlagt under hensyntagen til to hovedkriterier:

I dette tilfælde bestemmes den negative virkning på polymerprodukter af tidspunktet for deres fuldstændige ødelæggelse og typen af ​​påvirkning: øjeblikkelig fuldstændig ødelæggelse eller knap mærkbare revner og defekter.

Faktorer, der påvirker ødelæggelsen af ​​polymerer omfatter:

  • mikroorganismer;
  • termisk energi af varierende grader af intensitet;
  • industrielle emissioner indeholdende skadelige stoffer;
  • høj luftfugtighed;
  • UV-stråling;
  • røntgenstråling;
  • øget procentdel af ilt og ozonforbindelser i luften.

Processen med fuldstændig ødelæggelse af produkter fremskyndes af den samtidige påvirkning af flere ugunstige faktorer.

Et af funktionerne ved klimatisk testning af polymerer er behovet for testundersøgelse og undersøgelse af indflydelsen af ​​hvert af de anførte fænomener separat. Sådanne estimerede resultater kan dog ikke pålideligt afspejle billedet af samspillet mellem eksterne faktorer og polymerprodukter. Dette skyldes, at i normale forhold materialer er oftest udsat for kombinerede effekter. Samtidig forstærkes den destruktive effekt mærkbart.

Indvirkning af ultraviolet stråling på polymerer

Der er en misforståelse om, at plastprodukter er særligt beskadiget af solens stråler. Faktisk er det kun ultraviolet stråling, der har en destruktiv effekt.

Bindinger mellem atomer i polymerer kan kun ødelægges under påvirkning af stråler af dette spektrum. Konsekvenserne af sådanne negative virkninger kan observeres visuelt. De kan komme til udtryk:

  • i forringelse mekaniske egenskaber og styrken af ​​plastproduktet;
  • øget skrøbelighed;
  • brænde ud.

I laboratorier bruges xenonlamper til sådanne tests.

De udfører også eksperimenter for at genskabe betingelserne for eksponering for UV-stråling, høj luftfugtighed og temperatur.

Sådanne test er nødvendige for at drage konklusioner om behovet for at foretage ændringer i kemisk sammensætning stoffer. Så for at polymermaterialet skal blive modstandsdygtigt over for UV-stråling, tilføjes specielle adsorbere til det. På grund af stoffets absorptionsevne aktiveres det beskyttende lag.

Stabiliteten og styrken af ​​interatomiske bindinger kan også øges ved at introducere stabilisatorer.

Destruktiv virkning af mikroorganismer

Polymerer er stoffer, der er meget modstandsdygtige over for bakterier. Denne egenskab er dog kun typisk for produkter fremstillet af plast af høj kvalitet.

Materialer af lav kvalitet indeholder lavmolekylære stoffer, der har tendens til at samle sig på overfladen. Et stort antal af sådanne komponenter bidrager til spredningen af ​​mikroorganismer.

Konsekvenserne af den destruktive påvirkning kan bemærkes ret hurtigt, da:

  • aseptiske kvaliteter går tabt;
  • graden af ​​gennemsigtighed af produktet falder;
  • skrøbelighed vises.

Yderligere faktorer, der kan føre til et fald i præstationsegenskaber polymerer, øget temperatur og fugtighed skal bemærkes. De skaber gunstige forhold for aktiv udvikling mikroorganismer.

Undersøgelsen gjorde det muligt for os at finde det meste effektiv metode forhindre vækst af bakterier. Dette er tilføjelsen af ​​specielle stoffer - fungicider - til sammensætningen af ​​polymerer. Udviklingen af ​​bakterier stoppes på grund af den høje toksicitet af komponenten for protozoiske mikroorganismer.

Er det muligt at neutralisere virkningen af ​​negative naturlige faktorer?

Som et resultat af forskningen var det muligt at fastslå det mest af plastprodukter præsenteret på moderne marked, interagerer ikke med oxygen og dets aktive forbindelser.

Imidlertid kan mekanismen for polymerødelæggelse udløses af den kombinerede effekt af ilt og høj temperatur, fugt eller ultraviolet stråling.

Også under specielle undersøgelser var det muligt at studere funktionerne i samspillet mellem polymermaterialer med vand. Væske påvirker polymerer på tre måder:

  1. fysisk;
  2. kemisk (hydrolyse);
  3. fotokemisk.

Yderligere samtidig eksponering forhøjet temperatur kan fremskynde processen med ødelæggelse af polymerprodukter.

Korrosion af plast

I bred forstand indebærer dette begreb ødelæggelse af materiale under dårlig indflydelse eksterne faktorer. Således skal udtrykket "korrosion af polymerer" forstås som en ændring i sammensætningen eller egenskaberne af et stof forårsaget af en ugunstig påvirkning, som fører til delvis eller fuldstændig ødelæggelse af produktet.

Processer med målrettet omdannelse af polymerer for at opnå nye materialers egenskaber gælder ikke for denne definition.

Vi bør tale om korrosion, for eksempel, når polyvinylchlorid kommer i kontakt og interagerer med et kemisk aggressivt miljø - klor.

For nylig i samfundet (inklusive i videnskabeligt samfund) ideen om alsidigheden af ​​plast og komposit, som forventes at løse de fleste problemer, begyndte at dominere traditionelle materialer. Det menes, at nye typer plastik og kompositter snart vil erstatte ikke kun metaller, men også glas, varmebestandige uorganiske bindemidler og byggematerialer. Det er ret almindeligt at tro, at man kan opnå imponerende resultater ved kemisk eller fysisk-kemisk at modificere plast (for eksempel at fylde dem).

Dette er i høj grad sandt. Imidlertid har polymerer flere "akilleshæle", som ikke kan korrigeres af kemien og fysikken i kulstof og dets forbindelser. Et af disse problemer er varme- og kemikalieresistens under påvirkning af solen og anden stråling. UV-stabilisatorer (UFS) løser dette problem.

I nærvær af allestedsnærværende ilt har solens stråler en kraftig polymernedbrydende effekt. Det ses tydeligt fra dem, der ligger på udendørs under solen bliver plastikprodukter først kedelige og hvide, hvorefter de revner og smuldrer. De opfører sig ikke bedre i havet: ifølge miljøforkæmpere, havvand og solen vender plastprodukter til støv, som fisk så forveksler med plankton og spiser (og så spiser vi sådan en fisk). Generelt, uden UVC og anti-strålingsadditiver (ARA), er polymeren ikke egnet til mange af vores sædvanlige anvendelser.

Polymerer er følsomme over for UV-stråling, så produkternes levetid reduceres under påvirkning af atmosfæriske faktorer på grund af lys ødelæggelse af polymeren. Brugen af ​​et lysstabilisatorkoncentrat gør det muligt at opnå produkter med høj modstandsdygtighed over for UV-stråling og øge deres levetid betydeligt. Derudover forhindrer brugen af ​​UVC farvetab, uklarhed, tab af mekaniske egenskaber og dannelse af revner i det færdige produkt.

Lysstabilisatorer er især vigtige i produkter stort område udsat for sol eller anden bestråling - film, plader. Konceptet "UV-stabilisering" betyder, at filmen ikke mister mere end halvdelen af ​​sin oprindelige værdi over en vis periode under påvirkning af sollys. mekanisk styrke. UVC indeholder som regel 20% "sterisk hindrede" HALS-aminer (dvs. aminer med en rumlig struktur, der hæmmer molekylernes konformationelle bevægelser - dette gør det muligt at stabilisere radikaler osv.) og en antioxidant.

EgenskaberUV-stabilisatorer

Virkningsmekanismen for lysstabilisatorer (udover UVC er der IR-stabilisatorer osv.) Er kompleks. De kan simpelthen absorbere (absorbere) lys og frigive den absorberede energi derefter i form af varme; kan indgå i kemiske reaktioner med produkter af primær nedbrydning; kan bremse (hæmme) uønskede processer. Der er to måder at introducere UVC på: overfladebelægning og indføring af polymer i blokken. Det menes, at det er dyrere at indføre i blokken, men effekten af ​​UVC er mere holdbar og pålidelig. Det er rigtigt, at hovedparten af ​​produkterne (for eksempel alle kinesiske) stabiliseres ved at påføre et polymeroverfladelag - normalt 40-50 mikron. Forresten, for en lang levetid (3-5 år eller op til 6-10 sæsoner) er det ikke nok at tilføje en masse UVC; du har også brug for tilstrækkelig tykkelse og en sikkerhedsmargin. Så for en levetid på 3 år skal filmen være mindst 120 mikrometer tyk; i 6-10 sæsoner kræves et trelagsmateriale op til 150 mikrometer tykt med et forstærket mellemlag.

UVC kan opdeles i absorbere og stabilisatorer. Absorbere absorberer stråling og omdanner den til varme (og deres effektivitet afhænger af tykkelsen af ​​polymerlaget; de er ineffektive i meget tynde film). Stabilisatorer stabiliserer de radikaler, der allerede er dukket op.

I CIS sælges former for polymerer, både stabiliserede (dyrere) og ustabiliserede (billigere). Dette forklarer i høj grad den lavere kvalitet af billige analoge produkter fra Kina eller andre lande. Det er klart, at polymerer (film) med billigere stabilisering vil holde mindre deadline. Stabilitet er f.eks. ofte erklæret for 10 sæsoner, men det er ikke angivet i hvilken grad stabiliteten aftager ved øget belastning. Som følge heraf er levetiden ofte halvdelen af ​​den deklarerede (dvs. 1-2 år).

Et godt eksempel på effekten af ​​polymerstabilisering er polycarbonat, polyethylen og film. Gyldighedsperioden for polycarbonat i form af et honeycomb-ark varierer fra 2 til 20 år, afhængigt af graden af ​​stabilisering. På grund af besparelser på stabilisatorer kan 90 % af producenterne ikke bekræfte den angivne gyldighedsperiode for PC-ark (normalt 10 år). Det samme med film. For eksempel holder agrofilm i stedet for 5-10 sæsoner kun 2-3, hvilket fører til betydelige tab i landbrugssektoren. Polyethylen uden UVC virker ikke i lang tid, da det hurtigt nedbrydes under UV-stråling (vær opmærksom på PE-produkternes udseende og tilstand for 10-15 år siden). På grund af dette er det for eksempel forbudt at lægge polyethylengas- eller vandrør på jordens overflade eller endda indendørs. Det anbefales ikke at behandle polymerer i stor skala såsom polypropylen, polyformaldehyd og gummi uden UVC og ARD.

UVC'er af høj kvalitet er desværre dyre (de fleste af dem er produceret af mærkevarer vestlige virksomheder), og på grund af dette sparer mange lokale producenter på dem (de skal tilføjes i mængder på 0,1-2 eller endda 5%). I stedet for nye GOST'er bruges specifikationer og GOST'er fra 20 år siden i produktionen. Til sammenligning opdateres i EU standarder for stabilisatorer hvert 10. år. Hver type UVC har funktioner, der bør tages i betragtning ved brug. For eksempel fører amin-UVC'er til mørkfarvning af materialet, og deres anvendelse til lyse produkter anbefales ikke. Fenoliske UVC'er bruges til dem.

Bemærk, at tilstedeværelsen af ​​UVC i polymerer, især film, endnu ikke tages for givet, hvilket forbrugerne skal huske. Velrenommerede producenter fokuserer på tilstedeværelsen af ​​UVC i ethvert produkt. Mitsubishi-Engineering Plastics hævder således, at deres NOVAREX polycarbonatgranulat indeholder et UV-stabiliserende additiv "til cellulært polycarbonat kunne bruges i 10 år under øget udsættelse for sollys." Et eksempel på "tættere" er den seneste apriludgivelse af den hviderussiske virksomhed Svetlogorsk-Khimvolokno vedrørende introduktionen af ​​nye produkter - PE-film med UVC. Ud over at forklare, hvorfor UVC er nødvendig, noterer virksomhedens presseservice: film med UVC "kan have en levetid på op til tre sæsoner." Oplysninger fra en af ​​de ældste og respekterede virksomheder i industrien (grundlagt i 1964, producerer kemiske fibre, polyester tekstiltråde, husholdningsartikler) viser: Forbrugeren skal selv overvåge tilstedeværelsen af ​​UVC i polymeren.

Et par ord om markedet

Det globale marked for lette og termiske stabilisatorer nærmer sig 5 milliarder dollars - mere præcist forventes det i 2018 at nå 4,8 milliarder dollars. Den største forbruger af stabilisatorer er byggebranchen (i 2010 blev 85 % af stabilisatorerne brugt til fremstilling af profiler, rør og kabelisolering). Under hensyntagen til den voksende måde for sidespor (hvis modstand mod lysbestråling er den vigtigste betingelse), kan andelen af ​​UFS i byggeriet kun stige. Det er ikke overraskende, at markedet for lysstabilisatorer stadig er i høj efterspørgsel - den største forbruger af stabilisatorer er Asien-Stillehavsregionen, som står for op mod halvdelen af ​​den globale efterspørgsel. Dernæst kommer Vesteuropa og USA. Så er der markederne i Sydamerika, CIS og øst Europa, i Mellemøsten - hvor væksten i efterspørgslen efter UVC er højere end gennemsnitsværdierne og når 3,5-4,7% om året.

Siden 70'erne er verdensmarkedet blevet fyldt op med tilbud fra førende europæiske virksomheder. Således er Tinuvin-mærket UVC med succes blevet brugt i næsten et halvt århundrede til at udvide produktionen, som Ciba byggede en ny fabrik af i 2001 (i 2009 blev Ciba en del af BASF). IPG-virksomheden (International Plastic Guide) testede og bragte på markedet LightformPP-mærket UVC-koncentrat til film og spunbonds (dette er en ikke-vævet polypropylen mikroporøs dampgennemtrængelig isolerende materiale). Ny UVC beskytter udover lysbeskyttelse mod de ødelæggende virkninger af pesticider (herunder svovl), hvilket er særligt vigtigt i landbrugsindustrien. Nye UFS er allerede begyndt at blive leveret til CIS (som regel kommer forsyninger fra Vesteuropa, USA og Sydkorea). UVC-udvikling udføres af det japanske Novarex, Western Clariant, Ampacet, Chemtura, BASF. På det seneste er asiatiske producenter blevet stadig mere indflydelsesrige – ikke kun sydkoreanske, men også kinesiske.

Dmitry Severin

Nylon kabelbindere er universalmiddel fiksering. De har fundet anvendelse på mange områder, herunder udendørs arbejde. Udendørs er kabelklemmer udsat for flere naturlige påvirkninger: nedbør, vind, sommervarme, vinterkulde og vigtigst af alt, sollys.

Solstråler er skadelige for afretningslag; de ødelægger nylon, gør det skørt og reducerer elasticiteten, hvilket fører til tab af basisk forbrugerejendomme Produkter. Under forhold midterste zone I Rusland kan et afretningslag installeret på gaden miste 10% af sin erklærede styrke i de første 2 uger. Årsagen til dette er ultraviolet stråling, usynlig for øjet, elektromagnetiske bølger til stede i dagslys. Det er langbølget UVA og i mindre grad mellembølge UVB (på grund af atmosfæren når kun 10 % jordens overflade) UV-områder, der er ansvarlige for den for tidlige ældning af nylonbånd.

Negative virkninger af UV er udbredt, selv i områder, hvor solskinsdage meget lidt, fordi 80 % af strålerne trænger ind i skyer. Situationen forværres i de nordlige egne med deres lange vintre, da atmosfærens permeabilitet for solstråler øges, og sne reflekterer strålerne, hvorved UV-eksponeringen fordobles.

De fleste leverandører tilbyder brugen af ​​et sort slips som en mulighed for at løse problemet med aldring af en nylonklemme på grund af udsættelse for sollys. Disse bånd koster det samme som deres neutrale modstykker hvid, og den eneste forskel er at få sort farve færdigt produkt En lille mængde kulpulver eller sod tilsættes råvaren som farvepigment. Dette tilsætningsstof er så ubetydeligt, at det ikke er i stand til at beskytte produktet mod UV-destruktion. Sådanne afretningslag kaldes almindeligvis "vejrbestandige." At håbe på, at sådan et afretningslag vil fungere samvittighedsfuldt udendørs, er det samme som at prøve at holde sig varm i koldt vejr ved kun at bære undertøj.

Ved udendørs montering er det kun bindebånd af UV-stabiliseret polyamid 66, der pålideligt kan modstå belastninger over lang tid. Deres levetid, sammenlignet med standardbindere, når de udsættes for ultraviolet stråling, adskiller sig væsentligt. En positiv effekt opnås ved at tilføje specielle UV-stabilisatorer til råvarerne. Virkningsscenariet for lysstabilisatorer kan være anderledes: de kan simpelthen absorbere (absorbere) lys og frigive den absorberede energi derefter i form af varme; kan indgå i kemiske reaktioner med produkter af primær nedbrydning; kan bremse (hæmme) uønskede processer.

Emaljers modstandsdygtighed over for falmning

Betinget lysægthed blev bestemt på prøver af mørkegrå emalje RAL 7016 på en REHAU BLITZ PVC-profil.

Betinget lysægthed maling belægning bestemt i test i overensstemmelse med standarderne:

GOST 30973-2002 "Polyvinylchloridprofiler til vindues- og dørblokke. Metode til bestemmelse af modstand mod klimatiske påvirkninger og vurdering af holdbarhed." punkt 7.2, tabel 1, note. 3.

Bestemmelse af betinget lysmodstand ved en strålingsintensitet på 80±5 W/m2 blev styret af ændringer i glans af belægninger og farveegenskaber. Belægningernes farveegenskaber blev bestemt ved anvendelse af en Spectroton-anordning efter aftørring af prøverne med en tør klud for at fjerne de aflejringer, der var dannet.

Ændringen i farven på prøverne under testen blev bedømt ved ændringen i farvekoordinaterne i CIE Lab-systemet, ved beregning af ΔE. Resultaterne er vist i tabel 1.

Tabel 1 - Ændring i glans- og farveegenskaber for belægninger

Holdetid, h

Tab af glans, %

Farvekoordinat - L

Farvekoordinat - en

Farvekoordinat -b

Farveændring ΔE til reference

Før test

Efter test

Prøve 1 til 4 anses for at have bestået prøverne.

Data er givet for prøve nr. 4 - 144 timers UV-bestråling, hvilket svarer til GOST 30973-2002 (40 betingede år):

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

Konklusion:

En lysstrøm på op til 80±5 W/m2 fører til et kraftigt fald i belægningernes glans med 98 % efter 36 timers test som følge af plakdannelse. Efterhånden som testen fortsætter, sker der ikke yderligere tab af glans. Lysægthed kan karakteriseres i overensstemmelse med GOST 30973-2002 - 40 betingede år.

Belægningens farveegenskaber ligger i tilladte grænser og overholde GOST 30973-2002 om prøver nr. 1, nr. 2, nr. 3, nr. 4.

Indlæser...
Top