پلیمرها فعال هستند مواد شیمیایی، که در اخیرابه دلیل مصرف گسترده محصولات پلاستیکی محبوبیت گسترده ای به دست می آورند. حجم تولید جهانی پلیمرها هر سال در حال افزایش است و مواد ساخته شده با استفاده از آنها موقعیت های جدیدی را در حوزه خانگی و صنعتی به دست می آورند.

تمام آزمایشات محصول در شرایط آزمایشگاهی انجام می شود. وظیفه اصلی آنها تعیین عوامل است محیط، که اثر مخربی بر روی محصولات پلاستیکی دارند.

گروه اصلی عوامل نامطلوب تخریب کننده پلیمرها

مقاومت محصولات خاص در برابر منفی شرایط آب و هواییبا در نظر گرفتن دو معیار اصلی تعیین می شود:

• ترکیب شیمیایی پلیمر؛
• نوع و قدرت ضربه عوامل خارجی.

در این مورد، اثر نامطلوب محصولات پلیمری با زمان تخریب کامل آنها و نوع ضربه تعیین می شود: تخریب کامل فوری یا ترک ها و عیوب به سختی قابل توجه.

عوامل موثر در تخریب پلیمرها عبارتند از:

• میکروارگانیسم ها؛
• انرژی حرارتی با درجات مختلف شدت؛
• انتشارات صنعتی حاوی مواد مضر؛
• رطوبت زیاد؛
• اشعه ماوراء بنفش؛
• تابش اشعه ایکس؛
• افزایش درصد اکسیژن و ترکیبات ازن در هوا.

روند تخریب کامل محصولات با تأثیر همزمان چندین عامل نامطلوب تسریع می شود.

یکی از ویژگی های تست های آب و هواپلیمرها نیاز به آزمایش آزمایشی و مطالعه تأثیر هر یک از پدیده های ذکر شده به طور جداگانه است. با این حال، چنین نتایج تخمینی نمی تواند به طور قابل اعتماد تصویری از تعامل عوامل خارجی با محصولات پلیمری را منعکس کند. این به دلیل این واقعیت است که در شرایط عادی مواد اغلب در معرض اثرات ترکیبی قرار می گیرند. در عین حال، اثر مخرب به طور قابل توجهی افزایش می یابد.

تاثیر اشعه ماوراء بنفش بر پلیمرها

این تصور غلط وجود دارد که محصولات پلاستیکی در اثر اشعه خورشید آسیب خاصی می بینند. در واقع فقط اشعه ماوراء بنفش اثر مخرب دارد.

پیوندهای بین اتم ها در پلیمرها فقط تحت تأثیر پرتوهای این طیف از بین می روند. عواقب چنین اثرات نامطلوبی را می توان به صورت بصری مشاهده کرد. می توان آنها را بیان کرد:

• در بدتر شدن خواص مکانیکی و استحکام یک محصول پلاستیکی؛
• افزایش شکنندگی؛
• سوختن.

در آزمایشگاه ها از لامپ های زنون برای چنین آزمایشاتی استفاده می شود.

آنها همچنین در حال انجام آزمایشاتی برای بازسازی شرایط قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش هستند. رطوبت زیادو دما

چنین آزمایشاتی برای نتیجه گیری در مورد نیاز به ایجاد تغییرات مورد نیاز است ترکیب شیمیاییمواد بنابراین برای اینکه ماده پلیمری در برابر اشعه ماوراء بنفش مقاوم شود، جاذب های خاصی به آن اضافه می شود. با توجه به ظرفیت جذب ماده، لایه محافظ فعال می شود.

پایداری و استحکام پیوندهای بین اتمی را نیز می توان با معرفی تثبیت کننده ها افزایش داد.

اثر مخرب میکروارگانیسم ها

پلیمرها موادی هستند که در برابر باکتری ها بسیار مقاوم هستند. با این حال، این ویژگی فقط برای محصولات ساخته شده از پلاستیک با کیفیت معمولی است.

مواد با کیفیت پایین حاوی مواد با وزن مولکولی کم هستند که تمایل به تجمع روی سطح دارند. عدد بزرگچنین اجزایی به گسترش میکروارگانیسم ها کمک می کند.

عواقب تأثیر مخرب را می توان به سرعت متوجه شد، زیرا:

• کیفیت آسپتیک از بین می رود.
• درجه شفافیت محصول کاهش می یابد.
• شکنندگی ظاهر می شود

در میان عوامل اضافیکه ممکن است منجر به کاهش خصوصیات عملکرد پلیمرها شود، باید به افزایش دما و رطوبت اشاره کرد. آنها شرایط مساعدی را برای رشد فعال میکروارگانیسم ها ایجاد می کنند.

تحقیقات انجام شده به ما این امکان را داد که بیشترین را پیدا کنیم روش موثرجلوگیری از رشد باکتری ها این افزودن مواد ویژه - قارچ کش ها - به ترکیب پلیمرها است. توسعه باکتری ها به دلیل سمیت بالای این جزء برای میکروارگانیسم های تک یاخته متوقف می شود.

آیا می توان تأثیر عوامل طبیعی منفی را خنثی کرد؟

در نتیجه تحقیقات در حال انجام، این امکان وجود داشت که مشخص شود بیشتر محصولات پلاستیکی موجود در بازار مدرن با اکسیژن و ترکیبات فعال آن تعامل ندارند.

با این حال، مکانیسم تخریب پلیمر را می توان با اثر ترکیبی اکسیژن و درجه حرارت بالا، رطوبت یا اشعه ماوراء بنفش.

همچنین طی مطالعات ویژه، امکان بررسی ویژگی های برهمکنش مواد پلیمری با آب فراهم شد. مایع از سه طریق بر پلیمرها تأثیر می گذارد:

1. فیزیکی؛
2. شیمیایی (هیدرولیز)؛
3. فتوشیمیایی

قرار گرفتن همزمان اضافی در معرض دمای بالا می تواند روند تخریب محصولات پلیمری را تسریع کند.

خوردگی پلاستیک

که در به معنای وسیعاین مفهوم به معنای تخریب مواد تحت تأثیر منفی عوامل خارجی است. بنابراین، اصطلاح "خوردگی پلیمرها" باید به عنوان تغییر در ترکیب یا خواص یک ماده ناشی از تأثیر نامطلوب، که منجر به تخریب جزئی یا کامل محصول می شود، درک شود.

فرآیندهای تبدیل هدفمند پلیمرها برای به دست آوردن خواص جدید مواد در این تعریف اعمال نمی شود.

ما باید در مورد خوردگی صحبت کنیم، به عنوان مثال، زمانی که پلی وینیل کلرید در تماس است و با یک محیط شیمیایی تهاجمی - کلر در تعامل است.

قبلاً در بالا ذکر شد (به مقاله قبلی مراجعه کنید) که پرتوهای UV معمولاً بسته به طول موج به سه گروه تقسیم می شوند:
[*] تابش موج بلند (UVA) - 320-400 نانومتر.
[*]میانگین (UVB) - 280-320 نانومتر.
[*] تابش موج کوتاه (UVC) - 100-280 نانومتر.
یکی از مشکلات اصلی در نظر گرفتن تأثیر اشعه ماوراء بنفش بر ترموپلاستیک ها این است که شدت آن به عوامل زیادی بستگی دارد: محتوای ازن در استراتوسفر، ابرها، ارتفاع، ارتفاع خورشید در بالای افق (هم در طول روز و هم در طول روز). سال ) و بازتاب. ترکیب همه این عوامل سطح شدت تابش UV را تعیین می کند که در این نقشه از زمین منعکس شده است:

در مناطقی که به رنگ سبز تیره هستند، شدت تابش اشعه ماوراء بنفش بیشتر است. علاوه بر این، باید در نظر گرفت که درجه حرارت بالاو رطوبت بیشتر تأثیر اشعه ماوراء بنفش بر ترموپلاستیک ها را افزایش می دهد (مقاله قبلی را ببینید).

[B] اثر اصلی قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش بر ترموپلاستیک ها

همه انواع پرتوهای فرابنفش می توانند یک اثر فتوشیمیایی در ساختار مواد پلیمری ایجاد کنند که می تواند مفید باشد یا منجر به تخریب مواد شود. با این حال، مشابه پوست انسان، هر چه شدت تابش بیشتر و طول موج کوتاهتر باشد، خطر تخریب مواد بیشتر است.

[U]تخریب
اثر قابل مشاهده اصلی اشعه ماوراء بنفش بر مواد پلیمری- ظهور به اصطلاح "لکه های گچی"، تغییر رنگ در سطح مواد و افزایش شکنندگی نواحی سطح. این اثراغلب روی آن دیده می شود محصولات پلاستیکی، به طور مداوم در فضای باز استفاده می شود: صندلی در استادیوم ها، تجهیزات باغیفیلم گلخانه ای قاب های پنجرهو غیره.

در عین حال، محصولات ترموپلاستیک اغلب باید در برابر انواع و شدت تابش UV که در زمین یافت نمی شود مقاومت کنند. این در مورد استبه عنوان مثال، در مورد عناصر فضاپیما، که مستلزم استفاده از موادی مانند FEP است.

اثرات فوق الذکر اشعه ماوراء بنفش بر روی ترموپلاستیک ها، به عنوان یک قاعده، بر روی سطح ماده مشاهده می شود و به ندرت به عمق بیشتر از 0.5 میلی متر در ساختار نفوذ می کند. با این حال، تخریب مواد بر روی سطح تحت بار می تواند منجر به تخریب کل محصول شود.

[U] علاقه‌مندان
آخرین بار کاربرد گستردهخاص پیدا کرد پوشش های پلیمری، به ویژه بر اساس پلی اورتان-اکریلات، "خود ترمیمی" تحت تاثیر اشعه UV. خواص ضد عفونی کننده اشعه ماوراء بنفش به طور گسترده ای استفاده می شود، به عنوان مثال، در خنک کننده برای آب آشامیدنیو می تواند توسط خواص نفوذپذیری خوب PET افزایش یابد. این ماده نیز به عنوان استفاده می شود پوشش محافظبر روی لامپ های حشره کش UV، انتقال تا 96٪ از شار نور با ضخامت 0.25 میلی متر را فراهم می کند. اشعه ماوراء بنفش همچنین برای بازگرداندن جوهر اعمال شده به پایه پلاستیکی استفاده می شود.

اثر مثبت قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش ناشی از استفاده از معرف های سفید کننده فلورسنت (FWA) است. بسیاری از پلیمرها نور طبیعیرنگ مایل به زرد دارند با این حال، با وارد کردن FWA به ماده، اشعه UV توسط ماده جذب می شود و پرتوهای برگشتی در محدوده مرئی طیف آبی با طول موج 400-500 نانومتر ساطع می کند.

[B] قرار گرفتن در معرض تابش UV روی ترموپلاستیک ها

انرژی UV جذب شده توسط ترموپلاستیک ها فوتون ها را تحریک می کند که به نوبه خود رادیکال های آزاد را تشکیل می دهند. در حالی که بسیاری از ترموپلاستیک ها در شکل طبیعی و خالص خود، تابش UV را جذب نمی کنند، وجود باقی مانده های کاتالیزور و سایر آلاینده ها که به عنوان گیرنده در ترکیب آنها عمل می کنند، می تواند منجر به تخریب مواد شود. علاوه بر این، برای شروع فرآیند تخریب، به بخش های کوچکی از آلاینده ها نیاز است، به عنوان مثال، یک میلیاردم سدیم در ترکیب پلی کربنات منجر به بی ثباتی رنگ می شود. در حضور اکسیژن، رادیکال های آزاد هیدروپراکسید اکسیژن را تشکیل می دهند که پیوندهای دوگانه در زنجیره مولکولی را می شکند و مواد را شکننده می کند. این فرآیند اغلب اکسیداسیون نور نامیده می شود. با این حال، حتی در غیاب هیدروژن، تخریب مواد همچنان به دلیل فرآیندهای مرتبط رخ می دهد، که به ویژه برای عناصر فضاپیما معمول است.

از جمله ترموپلاستیک هایی که مقاومت رضایت بخشی در برابر اشعه ماوراء بنفش به شکل اصلاح نشده خود دارند عبارتند از POM، PC، ABS و PA6/6.

PET، PP، HDPE، PA12، PA11، PA6، PES، PPO، PBT مانند ترکیب PC/ABS به اندازه کافی در برابر اشعه UV مقاوم هستند.

PTFE، PVDF، FEP و PEEK مقاومت خوبی در برابر اشعه UV دارند.

PI و PEI مقاومت بسیار خوبی در برابر اشعه UV دارند.

مواد کامپوزیتی بر پایه پلی پروپیلن که در برابر اشعه ماوراء بنفش مقاوم هستند به دست آمده است. برای ارزیابی درجه تخریب نوری پلی پروپیلن و کامپوزیت های مبتنی بر آن، ابزار اصلی طیف سنجی IR بود. وقتی پلیمر تجزیه می شود، می شکند پیوندهای شیمیاییو اکسیداسیون مواد این فرآیندها در طیف IR منعکس می شوند. همچنین، توسعه فرآیندهای تخریب نوری پلیمری را می توان با تغییرات در ساختار سطح در معرض تابش UV قضاوت کرد. این در تغییر زاویه تماس منعکس می شود. پلی پروپیلن تثبیت شده با جاذب های مختلف UV با استفاده از طیف سنجی IR و اندازه گیری زاویه تماس مورد مطالعه قرار گرفت. نیترید بور، نانولوله های کربنی چند جداره و الیاف کربن به عنوان پرکننده برای ماتریس پلیمری استفاده شد. طیف جذب IR پلی پروپیلن و کامپوزیت های مبتنی بر آن به دست آمد و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. بر اساس داده‌های به‌دست‌آمده، غلظت فیلترهای UV در ماتریس پلیمری لازم برای محافظت از مواد در برابر تخریب نوری تعیین شد. در نتیجه مطالعات، مشخص شد که پرکننده های مورد استفاده به طور قابل توجهی تخریب سطح و ساختار کریستالی کامپوزیت ها را کاهش می دهند.

پلی پروپیلن

اشعه ماوراء بنفش

نانولوله ها

نیترید بور

1. Smith A. L. طیف سنجی IR کاربردی. مبانی، تکنیک، کاربردهای تحلیلی. - م.: میر، 1982.

2. Bertin D.، M. Leblanc، S. R. A. Marque، D. Siri. تخریب پلی پروپیلن: بررسی های نظری و تجربی // تخریب و پایداری پلیمر. – 2010. – V. 95, I.5. – ص 782-791.

3. Guadagno L., Naddeo C., Raimondo M., Gorrasi G., Vittoria V. اثر نانولوله های کربنی بر دوام نور اکسیداتیو پلی پروپیلن syndiotactic // تخریب و پایداری پلیمر. – 2010. – V.95, I. 9. – P. 1614-1626.

4. Horrocks A. R., Mwila J., Mirafttab M., Liu M., Chohan S. S. تأثیر کربن سیاه بر خواص پلی پروپیلن جهت دار 2. تخریب حرارتی و نوری // تخریب و پایداری پلیمر. – 1999. – V. 65, I.1. – ص 25-36.

5. Jia H.، Wang H.، Chen W. اثر ترکیبی تثبیت کننده های نور آمین مانع با جاذب های UV بر مقاومت در برابر تشعشع پلی پروپیلن // فیزیک و شیمی تابش. – 2007. – V.76, I. 7. – P. 1179-1188.

6. Kaczmarek H., Ołdak D., Malanowski P., Chaberska H. اثر تابش UV با طول موج کوتاه بر پیری ترکیبات پلی پروپیلن / سلولز // تخریب و پایداری پلیمر. – 2005. – V.88, I.2. – ص 189-198.

7. Kotek J.، Kelnar I.، Baldrian J.، Raab M. تحولات ساختاری پلی پروپیلن ایزوتاکتیک ناشی از گرما و نور UV // مجله پلیمر اروپایی. – 2004. – V.40, I.12. – ص 2731-2738.

1. معرفی

پلی پروپیلن در بسیاری از زمینه ها استفاده می شود: در تولید فیلم ها (به ویژه بسته بندی)، ظروف، لوله ها، قطعات تجهیزات فنی، به عنوان یک ماده عایق الکتریکی، در ساخت و ساز و غیره. با این حال، هنگامی که در معرض اشعه UV قرار می گیرد، پلی پروپیلن خود را از دست می دهد ویژگی های عملکردبه دلیل توسعه فرآیندهای تخریب نوری. بنابراین، برای تثبیت پلیمر، از جاذب های مختلف UV (فیلترهای UV) استفاده می شود - هم آلی و هم غیر آلی: فلز پراکنده، ذرات سرامیکی، نانولوله های کربنی و الیاف.

برای ارزیابی درجه تخریب نوری پلی پروپیلن و کامپوزیت های مبتنی بر آن، ابزار اصلی طیف سنجی IR است. هنگامی که پلیمر تجزیه می شود، پیوندهای شیمیایی شکسته شده و مواد اکسید می شوند. این فرآیندها در
طیف IR با تعداد و موقعیت پیک ها در طیف جذب IR می توان ماهیت ماده (تحلیل کیفی) و با شدت نوارهای جذبی، مقدار ماده (تحلیل کمی) را قضاوت کرد و بنابراین ارزیابی کرد. درجه تخریب مواد

همچنین، توسعه فرآیندهای تخریب نوری پلیمری را می توان با تغییرات در ساختار سطح در معرض تابش UV قضاوت کرد. این در تغییر زاویه تماس منعکس می شود.

در این کار، پلی پروپیلن تثبیت شده با جاذب های مختلف UV با استفاده از طیف سنجی IR و اندازه گیری زاویه تماس مورد مطالعه قرار گرفت.

2. مواد و روش های تجربی

مواد و پرکننده های زیر استفاده شد: پلی پروپیلن، ویسکوزیته کم (TU 214535465768). نانولوله های کربنی چند جداره با قطر بیش از 30 نانومتر و طول بیش از 5 میلی متر؛ فیبر کربن با مدول بالا، درجه VMN-4؛ نیترید بور شش ضلعی

نمونه هایی با کسرهای جرمی مختلف پرکننده در ماتریس پلیمری از مواد اولیه با استفاده از روش اختلاط اکستروژن به دست آمد.

به عنوان روشی برای بررسی تغییرات ساختار مولکولی کامپوزیت های پلیمری تحت تأثیر اشعه ماوراء بنفشاز طیف‌سنجی فروسرخ تبدیل فوریه استفاده شد. طیف‌ها بر روی یک طیف‌سنج Thermo Nicolet 380 با یک ضمیمه برای اجرای روش هوشمند iTR بازتاب داخلی ضعیف (ATR) با کریستال الماس ثبت شدند. تیراندازی با وضوح 4 سانتی متر-1 انجام شد، منطقه مورد تجزیه و تحلیل در محدوده 4000-650 سانتی متر-1 بود. هر طیف با میانگین 32 پاس از آینه طیف سنج به دست آمد. یک طیف مقایسه قبل از هر نمونه گرفته شد.

برای بررسی تغییرات سطح کامپوزیت های پلیمری تجربی تحت تاثیر اشعه ماوراء بنفش، از روشی برای تعیین زاویه تماس خیس شدن با آب مقطر استفاده شد. اندازه گیری زاویه تماس با استفاده از سیستم تجزیه و تحلیل شکل قطره KRÜSS EasyDrop DSA20 انجام می شود. برای محاسبه زاویه تماس از روش یانگ لاپلاس استفاده شد. در این روش، کانتور کامل افت ارزیابی می شود. انتخاب نه تنها فعل و انفعالات سطحی را که خط قطره را تعیین می کند، در نظر می گیرد، بلکه این واقعیت را نیز در نظر می گیرد که قطره به دلیل وزن مایع از بین نمی رود. پس از برازش موفقیت آمیز معادله یانگ-لاپلاس، زاویه تماس به عنوان شیب مماس در نقطه تماس سه فاز تعیین می شود.

3. نتایج و بحث

3.1. نتایج مطالعات تغییرات ساختار مولکولی کامپوزیت های پلیمری

طیف پلی پروپیلن بدون پرکننده (شکل 1) شامل تمام خطوط مشخصه این پلیمر است. اول از همه، اینها خطوط ارتعاشی اتم های هیدروژن هستند گروه های عاملی CH3 و CH2. خطوط در ناحیه اعداد موج 2498 cm-1 و 2866 cm-1 مسئول ارتعاشات کششی نامتقارن و متقارن گروه متیل (CH3) هستند و خطوط 1450 cm-1 و 1375 cm-1 به نوبه خود ناشی از خمش ارتعاشات متقارن و نامتقارن از یک گروه. خطوط 2916 cm-1 و 2837 cm-1 به خطوط ارتعاشات کششی گروه های متیلن (CH2) نسبت داده می شود. باندها در تعداد موج 1116 سانتی متر-1،
998 cm-1، 974 cm-1، 900 cm-1، 841 cm-1 و 809 cm-1 معمولاً به عنوان نوارهای منظم نامیده می شوند، یعنی خطوط ایجاد شده توسط مناطق منظم پلیمر نیز نامیده می شوند نوارهای کریستالینیتی شایان ذکر است که وجود یک خط با شدت کم در منطقه 1735 سانتی متر در 1، که باید به ارتعاشات پیوند C=O نسبت داده شود، که ممکن است با اکسیداسیون جزئی پلی پروپیلن در طول فرآیند پرس همراه باشد. این طیف همچنین حاوی نوارهایی است که مسئول تشکیل پیوندهای دوگانه C=C هستند
(1650-1600 سانتی متر در 1)، که پس از تابش نمونه با اشعه UV ظاهر شد. علاوه بر این، این نمونه خاص با حداکثر شدت خط C=O مشخص می شود.

شکل 1. طیف IR پلی پروپیلن پس از آزمایش مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش

در نتیجه قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش بر روی کامپوزیت های پر شده با نیترید بور، پیوندهای C=O (1735-1710 سانتی متر-1) با طبیعت های مختلف (آلدئید، کتون، اتر) تشکیل می شود. طیف نمونه های پلی پروپیلن خالص و پلی پروپیلن حاوی 40% و 25% نیترید بور تابش شده با اشعه UV حاوی نوارهایی هستند که معمولاً مسئول تشکیل پیوندهای دوگانه C=C هستند (1650-1600 سانتی متر-1). نوارهای نظم (بلوریت) در ناحیه اعداد موج 1300-900 سانتی متر بر روی نمونه های کامپوزیت پلیمری در معرض تابش اشعه ماوراء بنفش به طور قابل توجهی گسترش یافته است که نشان دهنده تخریب جزئی ساختار کریستالی پلی پروپیلن است. با این حال، با افزایش درجه پر شدن مواد کامپوزیت پلیمری با نیترید بور شش ضلعی، تخریب ساختار کریستالی پلی پروپیلن کاهش می یابد. قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش همچنین منجر به افزایش آب دوستی سطح نمونه ها شد که در حضور خط گسترده ای از گروه هیدروکسو در منطقه 3000 سانتی متر-1 بیان می شود.

شکل 2. طیف IR یک کامپوزیت پلیمری مبتنی بر پلی پروپیلن با 25% (وزنی) نیترید بور شش ضلعی پس از آزمایش مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش

طیف پلی پروپیلن پر شده با مخلوط 20 درصد (جرمی) از الیاف کربن و نانولوله ها قبل و بعد از آزمایش عملاً با یکدیگر تفاوتی ندارند، در درجه اول به دلیل اعوجاج طیف به دلیل جذب قوی تابش IR توسط مؤلفه کربنی ماده. .

بر اساس داده‌های به‌دست‌آمده، می‌توان قضاوت کرد که نمونه‌های کامپوزیت‌های مبتنی بر پلی‌پروپیلن، فیبر کربن VMN-4 و نانولوله‌های کربنی، به دلیل وجود پیک در ناحیه ۱۷۳۰ سانتی‌متری، حاوی تعداد کمی پیوند C=O هستند. -1، با این حال، قضاوت در مورد تعداد این پیوندها در نمونه ها به دلیل اعوجاج طیف ها امکان پذیر نیست.

3.2. نتایج مطالعه تغییرات سطح کامپوزیت های پلیمری

جدول 1 نتایج مطالعه تغییرات سطح نمونه های آزمایشی کامپوزیت های پلیمری پر شده با نیترید بور شش ضلعی را ارائه می دهد. تجزیه و تحلیل نتایج به ما امکان می دهد نتیجه بگیریم که پر کردن پلی پروپیلن با نیترید بور شش ضلعی مقاومت سطح کامپوزیت های پلیمری را در برابر اشعه ماوراء بنفش افزایش می دهد. افزایش درجه پر شدن منجر به تخریب کمتر سطح می شود که در افزایش آب دوستی آشکار می شود که با نتایج مطالعه تغییرات در ساختار مولکولی نمونه های آزمایشی کامپوزیت های پلیمری مطابقت خوبی دارد.

جدول 1. نتایج تغییرات در زاویه تماس سطح کامپوزیت های پلیمری پر شده با نیترید بور شش ضلعی در نتیجه آزمایش مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش

تجزیه و تحلیل نتایج حاصل از مطالعه تغییرات سطح نمونه های آزمایشی کامپوزیت های پلیمری پر شده با مخلوطی از الیاف کربن و نانولوله ها (جدول 2) به ما این امکان را می دهد که به این نتیجه برسیم که پر کردن پلی پروپیلن با مواد کربنی باعث می شود این کامپوزیت های پلیمری در برابر اشعه ماوراء بنفش مقاوم شوند. این واقعیت با این واقعیت توضیح داده می شود که مواد کربنی به طور فعال پرتوهای فرابنفش را جذب می کنند.

جدول 2. نتایج تغییرات زاویه تماس سطحی کامپوزیت های پلیمری پر شده با فیبر کربن و نانولوله به دلیل آزمایش مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش

4. نتیجه گیری

با توجه به نتایج بررسی مقاومت کامپوزیت های مبتنی بر پلی پروپیلن در برابر اشعه ماوراء بنفش، افزودن نیترید بور شش ضلعی به پلیمر به طور قابل توجهی تخریب سطح و ساختار بلوری کامپوزیت ها را کاهش می دهد. با این حال، مواد کربنی به طور فعال تابش فرابنفش را جذب می‌کنند و در نتیجه مقاومت بالای کامپوزیت‌های مبتنی بر پلیمرها و الیاف کربن و نانولوله‌ها را در برابر اشعه ماوراء بنفش تضمین می‌کنند.

این کار در چارچوب برنامه هدف فدرال "تحقیق و توسعه در زمینه های اولویت دار توسعه مجتمع علمی و فناوری روسیه برای 2007-2013"، قرارداد دولتی مورخ 8 ژوئیه 2011 به شماره 16.516.11.6099 انجام شد.

داوران:

سرو G.V.، دکتر علوم فنی، استاد گروه نانوسیستم های کاربردی و مواد با دمای بالا در NUST MISIS، مسکو.

Kondakov S. E.، دکترای علوم فنی، محقق ارشد در گروه نانوسیستم های کاربردی و مواد با دمای بالا NUST MISIS، مسکو.

پیوند کتابشناختی

اکریلیک در معماری

شیشه اکریلیک برای ایجاد زیباترین ها استفاده می شود سازه های معماری- سقف شفاف، نما، موانع جاده، سایبان، سایبان، آلاچیق. تمام این سازه ها تحت عمل قرار می گیرند بیرون از خانهتحت قرار گرفتن مداوم در معرض تابش خورشیدی. یک سوال منطقی مطرح می شود: آیا سازه های اکریلیک می توانند در مقابل "هجوم" پرتوهای خورشید سوزان مقاومت کنند و در عین حال ویژگی های عملکرد عالی، درخشش و شفافیت را حفظ کنند؟ ما عجله می کنیم تا شما را خوشحال کنیم: دلیلی برای نگرانی وجود ندارد. سازه های اکریلیک را می توان با خیال راحت در خارج از منزل و تحت قرار گرفتن مداوم در معرض اشعه ماوراء بنفش، حتی در کشورهای گرم استفاده کرد.

مقایسه اکریلیک با سایر پلاستیک ها از نظر مقاومت در برابر اشعه UV

بیایید سعی کنیم اکریلیک را با سایر پلاستیک ها مقایسه کنیم. امروزه از تعداد زیادی پلاستیک شفاف مختلف برای ساخت سازه های شیشه ای نما و سقف و حصار استفاده می شود. در نگاه اول، آنها هیچ تفاوتی با اکریلیک ندارند. اما مواد مصنوعی، شبیه به اکریلیک در ویژگی های بصری خود، خود را از دست می دهند جاذبه ی بصریپس از چند سال استفاده در زیر نور مستقیم خورشید. هیچ یک پوشش های اضافیو فیلم ها قادر به محافظت از پلاستیک کم کیفیت در برابر اشعه ماوراء بنفش نیستند بلند مدت. این ماده به اشعه ماوراء بنفش حساس است و افسوس که نیازی به صحبت در مورد قابلیت اطمینان انواع پوشش های سطحی نیست. محافظت به شکل فیلم و لاک به مرور زمان ترک می‌خورد و پوسته می‌شود. جای تعجب نیست که تضمین در برابر زرد شدن چنین موادی از چندین سال تجاوز نمی کند. شیشه اکریلیک برند پلکسی گلاس به شکلی کاملا متفاوت خود را نشان می دهد. این ماده دارای خواص محافظتی طبیعی است، بنابراین ویژگی های عالی خود را برای حداقل سه دهه از دست نمی دهد.

فناوری محافظت از اکریلیک در برابر نور خورشید چگونه کار می کند؟

پلکسی گلاس در برابر اشعه ماوراء بنفش مقاوم است تکنولوژی منحصر به فردحفاظت جامع به طور طبیعی پایدار در برابر اشعه ماوراء بنفش. حفاظت نه تنها در سطح، بلکه در کل ساختار ماده در سطح مولکولی شکل می گیرد. پلکسی گلاس تولید کننده پلکسی گارانتی 30 ساله در برابر زردی و کدر شدن سطح در هنگام استفاده مداوم در فضای باز ارائه می دهد. این ضمانت در مورد ورق ها، لوله ها، بلوک ها، میله ها، دال های موجدار و آجدار شیشه اکریلیک برند پلکسی گلاس شفاف، بی رنگ است. سایبان، پوشش های سقفنماهای اکریلیک شفاف، آلاچیق ها، نرده ها و سایر محصولات پلکسی گلاس رنگ زرد ناخوشایندی به دست نمی آورند.

نمودار تغییرات شاخص عبور نور اکریلیک را در طول دوره گارانتی در انواع مختلف نشان می دهد مناطق آب و هوایی. ما می بینیم که انتقال نور مواد کمی کاهش می یابد، اما این تغییرات حداقلی است که با چشم غیر مسلح قابل مشاهده نیست. کاهش چند درصدی در شاخص عبور نور فقط با استفاده از آن قابل تعیین است تجهیزات خاص. از نظر بصری، اکریلیک کاملاً شفاف و براق باقی می ماند.

در نمودار می توانید دینامیک تغییرات در عبور نور اکریلیک را در مقایسه با شیشه معمولیو سایر پلاستیک ها اولا، انتقال نور اکریلیک در حالت اولیه آن بیشتر است. این شفاف ترین ماده پلاستیکی است که امروزه شناخته شده است. با گذشت زمان، تفاوت بیشتر قابل توجه می شود: مواد با کیفیت پایین شروع به تیره شدن و محو شدن می کنند، اما عبور نور اکریلیک باقی می ماند. همان سطح. هیچ یک از پلاستیک های شناخته شده، به جز اکریلیک، نمی توانند 90 درصد نور را پس از سی سال کار در زیر نور خورشید منتقل کنند. به همین دلیل اکریلیک ترجیح داده می شود طراحان مدرنو معماران هنگام ایجاد بهترین پروژه های خود.

وقتی به انتقال نور اشاره می کنیم، در مورد طیف ایمن پرتوهای فرابنفش صحبت می کنیم. شیشه اکریلیک قسمت خطرناک طیف تابش خورشیدی را مسدود می کند. به عنوان مثال، در یک خانه زیر سقف اکریلیک یا در یک هواپیما با پنجره های اکریلیک، افراد تحت پوشش لعاب قابل اعتماد هستند. برای روشن شدن موضوع، اجازه دهید ماهیت پرتوهای فرابنفش را بررسی کنیم. این طیف به تابش موج کوتاه، موج متوسط ​​و موج بلند تقسیم می شود. هر یک از انواع تشعشعات اثرات متفاوتی بر روی آنها دارد جهان. تابش پر انرژی و با طول موج کوتاه جذب شده توسط لایه اوزون سیاره می تواند به مولکول های DNA آسیب برساند. موج متوسط ​​- با قرار گرفتن در معرض طولانی مدت باعث سوختگی پوست و مهار عملکردهای اساسی بدن می شود. ایمن ترین و حتی مفیدترین تابش امواج بلند است. تنها بخشی از تشعشعات خطرناک موج متوسط ​​و کل طیف موج بلند به سیاره ما می رسد. نشتی اکریلیک طیف مفیداشعه ماوراء بنفش، مانع از اشعه های خطرناک می شود. این خیلی مزیت مهممواد لعاب خانه به شما امکان می دهد حداکثر نور را در اتاق حفظ کنید و از مردم محافظت کنید تاثیر منفیماوراء بنفش