הבנת ה-UV Degradation ב- Polymers

Photodegradation מתחיל כאשר פולימר סופג אור UV באורכי גל שתואמים את האנרגיה הנדרשת כדי לשבור את האג"ח קוהנדסי שלה. פולימרים נפוצים כמו פוליאתילן (PE) ופוליפרופילן (PP) רגישים במיוחד משום שעמוד השדרה שלהם C-C ו- C-Hdra יש אנרגיות דיסוציאציה dirgation בטווח של 300-350 kJ /m, בהתאמה לגלים מתחת ל- 400 מטר - ברגע שגובהוריד דרמטי של אנרגיה, לאחר שהפך את הפחתת משקלוריד (אוקס) של כדור הארץ, לאחר שגורם חלש.

מעבר לשקע ישיר של שרשרת, קרינת UV מתעתעתקת צילום, מחזור עצמי של מחזור מונע על ידי רדיקלים מולקולריים חופשיים. כאשר photons UV לשבור אג"ח שמקורו באתר chrophoric - לעתים קרובות פחמן או הידרופרוזיס קבוצה הציגה במהלך עיבוד - הם יוצרים השפעות הידרו-דלקתיות ראקטיביות יותר.

שיעור וחומרת ההשפלה תלויים במספר גורמים: יכולת הצילום הטבוע של פולימר הבסיס, נוכחות של זיהומים מתכת קטליטיים מהייצור, טמפרטורה מכוננת, לחות, ו-UV irradiance. , חלקים מקליים עשויים לשרוד זמן רב יותר בשל הגנה עצמית, אבל אפילו ירידה על פני השטח הדקה יכולה לשמש כמנחמת מתח.

שיעורי ה-UV-Stabilizing Additives

יצרנים לצייר על ארגז כלים מגוון של תוספים, כל אחד מהם פועל בשלב שונה של מסלול photodegradation.שלוש קטגוריות בשימוש נרחב ביותר הן סופגני UV, מעכב ייצוב אור של amine (HALS), ו- quenchers מצב נלהב לעתים קרובות, שילוב סינרגיסטי של אלה מספק הגנה מקיפה.בנוסף, ראשוני ומשתפי חמצון, בעיקר עיבוד, גם משחק פעיל תפקיד פעיל עמידות לטווח ארוך על ידי אור אולטרה-חמצני.

UV Absorbers

קולטנים UV פועלים על ידי ספוג קרינה UV הנכנס לפני שהוא יכול אינטראקציה עם השדרה פולימרי, ולאחר מכן לשחרר את האנרגיה באופן בלתי מזיק כמו חום באמצעות העברה בלתי-מחדשת של פרוטון.כימיקלי, הם שייכים לכמה משפחות:

  • (ב) [ה]: [ה] [ה]]] [ה]]] [ה]]] [ה]]][ה]]][ה]]]][ה]]]][ה]]]]], [התמכה] ב[ה[[המאה ה-20], ו[[המאה ה-20]], ו[[ה[[המאה ה-20]],]], ו[[המאה ה-20]],]],]], ו[[ה[[ה[[ה[[המאה ה-20]].
  • (FLT:0)Benzophenones:FLT:1 A Cost-efficientאופציה עם ספיגה רחבה טובה, אם כי הם יכולים לסבול ממחיקה לאורך זמן בשל photoreactions. במשותף בשימוש PVC ויישומים פוליסטרים לא רווי שבו הרגישות עלות גבוהה.
  • (ב) [ה]: [ה]] [ה]] [ה]] [ה]]] [ה]]] [ה]]]][ה]]]][ה]]]]]][ה]]]]] [הכימאכלים] [הההההההההה] השייכים ל[[ה[[המאה ה-20]] ל[[המאה ה-20]], ו[[המאה ה-20]], ו[[המאה ה-20]], היא מוצר בעל מבנה ה-20]], ו[[המאה ה-20]], ו[[המאה ה-20]], ו[[המאה ה-20]], ו[[ה[[המאה ה-20]], ו[[1964]], ו[[1924]], ו[[המאה ה-20]], ו[[ה[[ה[[המאה ה-20]], ו[[ה[[ה[[המאה ה-20]], ו[[ה[[ה[[ה[[המאה ה-20]], ו[[1924]], ו[[המאה ה-20]], ו[[ה[[ה[[1924]], ו[[1924]], [[ה[[1924]], [[ה[[1924]], [[ה

יעילותו של סופגן UV תלויה במידה רבה בפיזורו בתוך הפולימרים ויכולתו להישאר מבוזרת באופן אחיד ללא פריחת פני השטח. עבור סרטים דקים וסיבים, שבו אורך הדרך האופטי הוא קצר, שילוב עם HALS הוא לעתים קרובות הכרחי כדי להגן על רוב החומר.

Hindered Amine Light Stabilizers (HALS)

HALS פועל על ידי מנגנון שונה ביסודו: הם מבססים את הרדיקלים החופשיים שמפיץ photo-oxidation, ולא רק מגן קרני UV.המין הפעיל הוא רדיקלי החנקן הנגזר ממולקולה ההורות HALS. זה רדיקלי יכול למלכוד חלקים דקים פחמן ממוקדים ולהגיב עם רדיקלים peroxy במחזור קטליטי כי regenerates חנקן רדיקלי של מולקולה קיצונית HALS, ולכן הוא יכול במיוחד לפסולת זמן קצר יותר מאשר לפסולת של מולקולה של מולקולה של מולקולה אחת של מולקולה של מולקולה של מולקולה של מולקולה של מולקולה של מולקולה זו.

(הכימאים המודרניים של HALS כוללים משקל מולקולרי נמוך (liquid) סוגים של שילוב קל ב-Discoches נוזלי, משקל מולקולרי גבוה (solid) סוגים המתנגדים להגירה ולספק תוחלת יוצאת דופן של ALS, כגון ChimrbreaphphphFLT:0 ®FLT:1 944 או TinuvinFillo:2 ®Falph622, הם מעדיפים את תנאי חילוף גבוה, כגון ניקוי, כלומר, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 עבור טיפול יעיל, 000 עבור טיפול יעיל של טיפול יעיל של טיפול יעיל של טיפול יעיל, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 עבור טיפול יעיל של טיפול יעיל של טיפול יעיל של טיפול יעיל של טיפול יעיל של טיפול יעיל של טיפול יעיל של טיפול יעיל עבור טיפול יעיל של טיפול בטמפרטורה גבוהה, 000, 000, 000, 000.

המונחים: המדינה Quenchers

קונצ'רים מייצגים טכנולוגיה מורשת בעיקר על בסיס מורכבות ניקל או chelates. הם מקבלים אנרגיה מ chromophores photoexcited בפולימרפולינים - תכונות כמו קבוצות פחמן שיוצרות במהלך עיבוד - ומרחיקים אותו כמו חום לפני שנקי האג"ח יכול להתרחש. בעוד יעיל יישומים מסוימים נישה, ניקל מנקה לעתים קרובות להקנות גוון ירוק, להגביל את השימוש שלהם כאשר הם עדיין לא מתאימים צבע.

תגיות קשורות Synergistic Additive Pools

בנוסף, לא ניתן לספק הגנה מושלמת על פני כל אורכי הגל והמסלולים התגובה.הנוסחאות החיצוניות ביותר משלבות קולטן UV (כדי להפחית את השטף הראשוני) עם HALS (לתקן את הרדיקלים שנוצרים באופן בלתי נמנע, אפילו עם ספיגה) זה מונורגיה יכול להאריך את תוחלת החיים הרבה מעבר לסכום של רכיבים בודדים.

בחירת החבילה המתאימה

ביצוע אופטימלי של איזון, עלות, ותהליךיות.השיקול הראשון הוא האופי של פולימר: פוליאולפינים בדרך כלל דורשים שילובים HALS חזקים, בעוד הנדסה ארומטית resinsins כמו פוליקרבונט מסתמכת יותר על קולטי UV כי המבנים הארומטיים שלהם כבר סופגים UV לייצר רדיקלים מקומיים נשלטים על ידי benzotzoles.

סביבת השירות הצפויה מכתיבה את עוצמתה וסוג ההגנה.עבור אקלים חם ויבש עם מנה גבוהה של UV, כגון אריזונה או המזרח התיכון, טעינה כבדה יותר של קולטן UV ו- HALS הוא סטנדרטי. באזורים טרופיים לחים, התנגדות למיצוי על ידי מים הופכת פרמטר מוכח - משקל מולקולרי גבוה או טיפול חוזר של HALS לפח האחורי של פולימרומים הם מועדפים לעתים קרובות, כמו ייצוב של ציוד רכב, כמו 10 / ייצוב נמוך של HIV / ייצוב, כמו קריטריונים של HIV / ייצוב, כמו ייצוב, 000 / ייצוב של תרופות.

טמפרטורת עיבוד היא גורם קריטי נוסף.כמה סופגני UV יכולים לייעל או לגרוע במהלך הדרשה עתירה גבוהה או הזרקת עובש. Additives עם יציבות תרמית משמעותית, כגון סופגנים המבוססים על טריאזין או לבחור HALS, נדרשים עבור thermoplastics מעובד מעל 300 מעלות צלזיוס. נוסחאות Masterbatch לעתים קרובות pre-dise תוספים ב-נפקידי נושא כדי להבטיח הפצה ולהפחית את הלחץ על מנת לפקח על הפירוק חום.

המשחק בין ייצוב UV ותוספים פונקציונליים אחרים חייב גם להיחשב. Pigments, מלאנים, להבה מעכבים, וייצוב תהליך יכול אינטראקציה חיובי או שלילי.לדוגמה, פחמן שחור הוא מסך UV מעולה ויכול מאוד להפחית את העומס הנדרש של ייצוב מזג אוויר אורגני (אך זה עלול להפריע לפעולה של מוטציות-תקרדיאלית קיצוניות של HALS אם לא אופטימיזציה כראוי, כמה משחהות כגון פיזור ריצוף) ריצוף (אורד), אבל יכול לגרום לאפקטים קיצוניים של ייצוב של הדבקה) הדבקה גבוהה יותר של ייצוב של מוטציות (אורדמת תאים).

פיתוח מתקדם ב-UV Stabilization Technology

המחקר ממשיך לדחוף את הגבולות של הגנה UV.FLT:0NanonovטכנולוגיהFLT:1 מציעה חוסמי UV אורגני כגון טיטניום דו-חמצני (TiO2) ו תחמוצת אבץ (ZnO) חלקיקים, אשר מתפזרים ו סופגים קרינה UV ללא הקרבה של שקיפות בסרטים דקים.

מגמה נוספת היא התפתחותם של ייצובים מבוססי ביו-אי. תרכובות מודרות, flavonoids, ו tocopherols להראות הבטחה כמו נצפים טבעיים טבעיים ו סופגנים UV. בעוד היעילות שלהם כיום לבלוטים מאחורי HALS סינתטי, הם מתאימים עם הביקוש הגדל למוצרים חיצוניים בר-קיימא ו biodegradable. בדומה, כדי ליצור תוספי "חכמים" אשר מגיבים ל-UVs פוטנציאל לפתח חומרים חלופיים או לשנות את הפחתת צבע אפשרי לפני שהם יכולים לשנות את הפחתת חומרים חלופיים.

ייצובים תגובתיים שיכולים להיות מחוברים באופן שווה לפונקציית פולימר במהלך פולימריזציה או רטירקציה תגובתית הם גם צוברים מערכת יחסים. אלה שאינם מהגרים מבטלים את הסיכון של ניכוי תוספת, מה שהופך אותם אידיאליים עבור יישומים ארוכים כגון Geomembranes, פאנל סולארי encapsulants, ורכיבים ימיים. הם מבטיחים להפחית את טביעת הרגל הסביבתית של פלסטיק מייצב על ידי מניעת תוספת של חומרים קוסמטיים לתוך קרינת UVIRML.

ביצוע אימות: בדיקות וסטנדרטים

בדיקות מזג אוויר מואצות הן הכרחיות לחיזוי ביצועים בחוץ לטווח ארוך במסגרות זמן סבירות.המנגנונים הנפוצים ביותר הם תאי קשת xenon, אשר משכפלים את ספקטרום השמש המלא, ומכונות UV גדולות המתמקדות בחלק ה-UV. Standards כגון FLT:0AS G154FLT:1 ו- ISO92 מגדירות פרוטוקולים לתקופה, iadiance ו-UVer (V) לעיתים קרובות, SAV VV VV) לשימוש ב-Erc) ל-J27 (V).

מבחן טיפוסי עשוי לחשוף דגימות כדי לשנות מחזורים של אור UV ב 340 nm ו condensation בטמפרטורה גבוהה, סימולטור ההשפעות המשולבות של אור השמש ו dew. ביצועים הוא במעקב דרך שינוי צבע ( ⁇ E), שמירה מבריק, שמירה על נכסים מבריקים 48 שנים של שמירה על נתונים סטנדרטיים של בדיקה אינטנסיבית ו-Savranapraaveaves (Ricentation) עבור תוצאות בדיקה מתקדמות של 5 שנים) או סריקה (Ricernavea) בעוד בדיקות אינטנסיביות) של חשיפה).

פרספקטיבה כלכלית וסביבתית

השקעה בייצוב UV באיכות גבוהה מפחיתה את העלות של החיים על ידי עיכוב כשל המוצר והחלפת.עבור תשתית בקנה מידה גדול כמו ישיבה אצטדיון, גג קרום, או רכיבי רכבת, להאריך את החיים התפקודיים על ידי אפילו כמה שנים יכול לבטל את העלות הראשונית תוספת פעמים רבות על פני.בריהוט חיצוני, אסתטיקה מתמשכת ושמירה על מוצרים בשימוש ארוך יותר, צמצום פסולת ומשאבים.

חששות סביבתיים סביב עומס תוספת הובילו את התעשייה לנוע לעבר מולקולות גדולות יותר, יציבות יותר תרמיות המתנגדים להגירה. Long-chain HALS וייצוב תגובתי לא רק לשפר עמידות, אלא גם למזער את הפוטנציאל לשחרור לסביבה במהלך השימוש ובסוף החיים. כמו הכלכלה המעגלית מקבל מערכת עיבוד, עיצוב אסטרטגיות ייצוב כי לא להתפשר על הגמישות של פולימרים הופך לעדיפות גבוהה.

מחקרים ב-Out Durability

רהיטים בחוץ

יצרן מוביל של כיסאות Adirondack מבוסס רזין החליף מערכת סופגנית UV בסיסית עם שילוב של HALS במשקל גבוה-molecular ו- triazine סופגן.לאחר 5 שנים של חשיפה במיאמי, פלורידה, הנוסחה החדשה שמרה על יותר מ 85% מכוח העשש המקורי שלה הראה ירידה מינימלית ( ⁇ < 3), בהשוואה למשיכת אירוח חמורה וסדקים במוצר הקודם אפשרה את האחריות הכפולה ל-3 שנים כדי לבנות את הערך הגבוה שלה בין הגילאים 3 עד גיל 3 עד גיל 3 שנים.

סרטים חקלאיים

כיסויי Greenhouse עשויים פוליאתילן בעלות נמוכה (LDPE) חייבים לעמוד בקרינה סולארית אינטנסיבית עבור עונות גדלות מרובות. על ידי שילוב סינרגי של סופגן UVUZole UV סופג ו- oligomeric HALS בטעינה כוללת של 0.6%, יצרני סרטים להשיג באופן עקבי חיי שירות 24 חודשים, אפילו באקלים הים התיכון כגון דרום או חוף 5%, עכשיו עלייה משמעותית של סרטן, עם 3 חודשים, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 שנים לאחר מכן, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 שנים, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 שנים עד עכשיו, 000, 000 שנים עד עכשיו, 000 שנים, 000, 000, 000 שנים עד עכשיו, 000, 000, 000 שנים עד עכשיו, 000 שנים עד עכשיו, 000 שנים, 000 שנים, 000, 000, 000, 000 שנים של תחליפים, 000 שנים של תחליפים, 000, 000 שנים עד לאחרונה, 000, 000 שנים, 000, 000

רכב לשעבר Trim

פוליפרופילן בולגרי המראה מתמודדים עם שילוב קשוח של UV, חום, וכביש פסולת. חבילת תוסף מודרני בדרך כלל כולל סופגן UV כדי להגן על פני השטח ואת HALS כדי לשמור על החומר הגדול.התוצאה היא כי היום צבעוני, unpainted טרים שומר את המראה שלה במשך יותר מעשור, לפגוש מפרטים אוטו-OEM מחמירים עבור 10 שנים תחת יכולת מזג אוויר תחת חשיפה צבע אריזונה.

גג membranes

חד-פעמי גג עשויים PVC או TPO נחשפים באופן רציף לאור השמש הישיר על מבנים מסחריים ותעשייתיים.מחקר של membranes שנוסחה עם HALS ביצועים גבוהים ו- triazine קולט הראה פחות מ-10% אובדן כוח עשרות לאחר 10 שנים של שירות בדרום-מערב ארה"ב, בהשוואה ל-40% עבור membranes מייצב עם רק מחסנית של סגסוגת כזו אינה דורשת שיפור ישיר של 20 שנים.

תחזית עתיד

החיפוש אחר עמידות חיצונית מתמשכת הוא המניע חדשנות בעיצוב מולקולרי ונוסחאות.התקדמות בכימיה חישובית מאפשרת למדענים מודל של מסלולים ותוספים למסך כמעט, תוך צמצום הפיתוח של ייצוב הדור הבא.ביו-שנאף וייצובים מתחדשים ימשיכו להתבגר, המציע חלופות הנדסיות ירוקות יותר ללא הקרבה של ביצועים.