климатические испытания пластмасс

 СТАТЬИ        Методы испытания пластмасс: климатические испытанияТема: В. Шах Рост применения пластмассовых изделий вне помещений вынудил производителей обращать большее внимание на влияние окружающей среды на свойства полимерных материалов. Факторы окружающей среды оказывают огромное негативное воздействие на внешний вид и свойства изделий из пластмасс. Интенсивность разрушения материала на открытом воздухе определяется такими обстоятельствами: климат, географическое положение, тип полимерного материала и продолжительность воздействия. Результаты воздействия могут быть различными от незначительного изменения окраски и появления легких трещин до образования крупных трещин и полного разрушения структуры полимера. Любые попытки конструирования изделий из пластмасс без учета того, какими могут быть деструктивные механизмы, связанные с воздействием окружающей среды, могут привести к преждевременному разрушению изделия. К числу основных факторов, которые играю роль при воздействии окружающей среды, относятся: 1. солнечная радиация (ультрафиолетовая радиация, видимый свет и рентгеновские лучи); 2. микроорганизмы бактерии, грибки, плесень; 3. высокая влажность; 4. озон и кислород; 5. пары вода, влага в жидком и твердом виде; 6. тепловая энергия; 7. промышленные загрязнения, химические выбросы. Комбинированное воздействие перечисленных факторов может оказывать гораздо более сильное воздействие, нежели каждый из них сам по себе, многократно ускоряя процесс деградации. Многие результаты испытаний не учитывают этот синергический эффект, которой практически всегда присутствует в реальной жизни. Ультрафиолетовая радиацияВсе компоненты солнечного излучения в той или иной мере оказывают вредное воздействие на пластмассы. В наиболее сильной степени деструкция происходит под действием ультрафиолетовой части спектра. Энергия ультрафиолетовой радиации достаточна для того, чтобы разрушить межатомные связи. Это воздействие на макромолекулы способствует термической окислительной деструкции, что приводит к охрупчиванию, выгоранию цвета и понижению всех механических и электрических свойств материала. Для моделирования радиации в той же области спектра используют ксеноновые лампы, флюоросцентное излучение, солнечные лампы и другие искусственные источники облучения, которые также эмитируют воздействия, вредные для полимеров. Другие факторы воздействия окружающей среды, например, тепло, влажность, кислород, усиливают деструктивные процессы, вызванные ультрафиолетовой радиацией. Один из наиболее эффективных способов защиты полимера от ультрафиолетовой радиации состоит во введении в состав материала адсорберов ультрафиолетового излучения или стабилизаторов. Такие добавки способны эффективно поглощать большую часть попадающего в материал ультрафиолетового излучения и рассеивать поглощенную энергию без особого вреда для полимера. Таким образом, полимер защищается от действия ультрафиолетовой радиации за счет ее поглощения специальными адсорберами, которые расходуются во времени. Для указанной цели разработаны различные типы как органических, так и неорганических адсорберов ультрафиолетового излучения. Практически все неорганические пигменты в той или иной степени поглощают ультрафиолетовую радиацию, обеспечивая тем самым защиту материала. По-видимому, наиболее эффективным пигментом такого типа являются некоторые типы технического углерода, который поглощает энергию ультрафиолетового и видимого света практически во всем частотном диапазоне и преобразует ее в относительно безвредное излучение. Стабилизаторы, в отличие от адсорберов ультрафиолетовой радиации, препятствуют разрушению химических связей или же преобразуют энергию излучения на более низкий уровень, который недостаточен для влияния на химические связи. Эффективность действия различных добавок к полимеру, стабилизирующих его против действия ультрафиолетовой радиации, может быть оценена различными методами, которые будут обсуждены в настоящей главе. МикроорганизмыПолимерные материалы в обычных условиях эксплуатации, как правило, не слишком сильно подвержены воздействию микроорганизмов. Однако низкомолекулярные добавки, такие как пластификаторы, лубриканты, стабилизаторы, антиоксиданты, могут мигрировать на поверхность изделия, что способствует росту микроорганизмов. Эффект повреждения материала вследствие воздействия микроорганизмов может быть немедленно обнаружен по снижению свойств материала, изменению асептического качества, потери прозрачности и возрастанию хрупкости. Скорость роста микроорганизмов зависит от таких факторов, как тепло, свет и влажность. Для подавления роста и активности микроорганизмов в полимерные материалы добавляют вещества, известные под названием фунгисиды или биосиды. Такие добавки высокотоксичны по отношению к низшим организмам, но не влияют на высокоорганизованные существа. Необходимость проведения оценок эффективности различных антимикробных добавок как на лабораторном уровне, так и в реальных условиях эксплуатации на открытом воздухе привела к разработке многочисленных различных методов испытаний. Эти методы и ограничения, связанные с их применением, также будут рассмотрены в настоящей главе. Кислород, влага, тепло и другие факторы окружающей средыКроме ультрафиолетовой радиации и действия микроорганизмов, существуют и другие факторы, вызывающие деструкцию полимеров. Хотя большинство полимеров очень медленно взаимодействуют с кислородом, повышенные температуры и ультрафиолетовая радиация могут в сильной степени ускорить окислительные процессы. Вода оказывает сравнительно слабое негативное воздействие. Тем не менее возможны три различных эффекта, связанные с влиянием воды. Это химическое воздействие, состоящее в гидролизе неустойчивых связей, физическое воздействие, заключающееся в нарушении связей между полимером и наполнителем, что приводит к появлению меловых пятен, и фотохимический эффект. Тепловая энергия играет косвенную роль в деструктивных процессах, ускоряя реакции гидролиза, окисления и фотохимические реакции, вызванные действием иных факторов. Воздействие окружающей среды на полимеры также связано с влиянием иных разнообразных факторов, таких как озон, атмосферные выбросы, грязь, копоть, смог, двуокись серы, иные промышленные выбросы. Ускоренные климатические испытанияМногие данные, относящиеся к оценке старения полимерных материалов, получены методами ускоренных климатических испытаний и в условиях реальной экспозиции на отрытом воздухе. Ускоренные испытания позволяют сократить время, необходимое для получения требуемых результатов, что помогает провести достаточно быстрый отбор образцов с различными комбинациями добавок и соотношениями между ними. Для этого используют различные источники света, моделирующие солнечный свет. В качестве искусственных источников освещения используют, в частности, угольные и ксеноновые дуговые лампы, флуоресцентные солнечные и ртутные лампы. Все эти источники, за исключением флуоресцентных ламп, способны генерировать излучение гораздо более мощное по сравнению с натуральным солнечным светом. При сопоставимых длинах волн ксеноновые дуговые лампы могут создавать излучение, в два раза превосходящее по мощности наиболее яркий солнечный свет в широком частотном диапазоне. Очень часто искусственные источники излучения используют для моделирования условий разрушения полимеров, комбинирующих воздействие солнечного света и воды (дождя или росы). В современных приборах предусмотрены устройства, которые позволяют осуществлять одновременное опрыскивание образцов сверху и/или сзади для имитации воздействия влаги. Существуют три основных метода ускоренных климатических испытаний: экспозиция под углеродной дуговой лампой; экспозиция под ксеноновой дуговой лампой; экспозиция под флуоресцентной ультрафиолетовой лампой

- Выбрать -ПродатьКупить-----------------------ОборудованиеИзделияСырьеСервис-----------------------НовостиФорумГлоссарийМаркетингВыставкиЛитератураСтандартыСтатьи и обзоры

Методы испытания пластмасс: климатические испытания