Ang mga polimer ay aktibo mga kemikal na sangkap, kung saan Kamakailan lamang ay nakakakuha ng malawak na katanyagan dahil sa malawakang pagkonsumo ng mga produktong plastik. Ang dami ng pandaigdigang produksyon ng mga polimer ay lumalaki bawat taon, at ang mga materyales na ginawa gamit ang mga ito ay nakakakuha ng mga bagong posisyon sa sambahayan at pang-industriyang spheres.

Ang lahat ng mga pagsusuri sa produkto ay isinasagawa sa mga kondisyon ng laboratoryo. Ang kanilang pangunahing gawain ay upang matukoy ang mga kadahilanan kapaligiran, na may mapanirang epekto sa mga produktong plastik.

Ang pangunahing pangkat ng mga hindi kanais-nais na mga kadahilanan na sumisira sa mga polimer

Paglaban ng mga partikular na produkto sa negatibo mga kondisyong pangklima tinutukoy na isinasaalang-alang ang dalawang pangunahing pamantayan:

• kemikal na komposisyon ng polimer;
• uri at lakas ng epekto panlabas na mga kadahilanan.

Sa kasong ito, ang masamang epekto sa mga produktong polimer ay tinutukoy ng oras ng kanilang kumpletong pagkawasak at ang uri ng epekto: agarang kumpletong pagkasira o halos hindi kapansin-pansin na mga bitak at mga depekto.

Ang mga salik na nakakaimpluwensya sa pagkasira ng mga polimer ay kinabibilangan ng:

• mga mikroorganismo;
• thermal energy ng iba't ibang antas ng intensity;
• mga pang-industriyang emisyon na naglalaman ng mga nakakapinsalang sangkap;
• sobrang alinsangan;
• UV radiation;
• x-ray radiation;
• tumaas na porsyento ng mga compound ng oxygen at ozone sa hangin.

Ang proseso ng kumpletong pagkawasak ng mga produkto ay pinabilis ng sabay-sabay na impluwensya ng ilang hindi kanais-nais na mga kadahilanan.

Isa sa mga katangian ng mga pagsubok sa klima polymers ay ang pangangailangan para sa pagsusuri ng pagsubok at pag-aaral ng impluwensya ng bawat isa sa mga nakalistang phenomena nang hiwalay. Gayunpaman, ang mga naturang tinantyang resulta ay hindi mapagkakatiwalaang sumasalamin sa larawan ng pakikipag-ugnayan ng mga panlabas na kadahilanan sa mga produktong polimer. Ito ay dahil sa ang katunayan na sa ilalim ng normal na mga kondisyon ang mga materyales ay madalas na nakalantad sa pinagsamang mga epekto. Kasabay nito, ang mapanirang epekto ay kapansin-pansing pinahusay.

Epekto ng ultraviolet radiation sa mga polimer

Mayroong maling kuru-kuro na ang mga produktong plastik ay partikular na napinsala ng sinag ng araw. Sa katunayan, ang ultraviolet radiation lamang ang may mapanirang epekto.

Ang mga bono sa pagitan ng mga atomo sa mga polimer ay maaari lamang sirain sa ilalim ng impluwensya ng mga sinag ng spectrum na ito. Ang mga kahihinatnan ng gayong masamang epekto ay maaaring makita sa paningin. Maaari silang ipahayag:

• sa pagkasira ng mga mekanikal na katangian at lakas ng isang produktong plastik;
• nadagdagan ang hina;
• pagkasunog.

Sa mga laboratoryo, ang mga xenon lamp ay ginagamit para sa mga naturang pagsubok.

Nagsasagawa rin sila ng mga eksperimento upang muling likhain ang mga kondisyon ng pagkakalantad sa UV radiation, sobrang alinsangan at temperatura.

Ang mga naturang pagsusulit ay kailangan upang makagawa ng mga konklusyon tungkol sa pangangailangang gumawa ng mga pagbabago sa komposisyong kemikal mga sangkap. Kaya, upang ang materyal na polimer ay lumalaban sa UV radiation, ang mga espesyal na adsorber ay idinagdag dito. Dahil sa kapasidad ng pagsipsip ng sangkap, ang proteksiyon na layer ay isinaaktibo.

Ang katatagan at lakas ng mga interatomic na bono ay maaari ding tumaas sa pamamagitan ng pagpapakilala ng mga stabilizer.

Mapanirang epekto ng mga mikroorganismo

Ang mga polimer ay mga sangkap na lubhang lumalaban sa bakterya. Gayunpaman, ang ari-arian na ito ay tipikal lamang para sa mga produktong gawa sa mataas na kalidad na plastik.

Ang mababang kalidad na mga materyales ay naglalaman ng mga mababang molekular na sangkap na may posibilidad na maipon sa ibabaw. Malaking numero ang mga naturang sangkap ay nakakatulong sa pagkalat ng mga mikroorganismo.

Ang mga kahihinatnan ng mapanirang epekto ay maaaring mapansin nang mabilis, dahil:

• nawala ang mga katangian ng aseptiko;
• bumababa ang antas ng transparency ng produkto;
• lilitaw ang pagkasira.

Among karagdagang mga kadahilanan, na maaaring humantong sa isang pagbaba sa mga katangian ng pagganap ng mga polimer, ang pagtaas ng temperatura at halumigmig ay dapat tandaan. Lumilikha sila ng mga kondisyon na kanais-nais para sa aktibong pag-unlad ng mga microorganism.

Ang pananaliksik na isinagawa ay nagbigay-daan sa amin upang mahanap ang pinaka mabisang paraan pinipigilan ang paglaki ng bakterya. Ito ang pagdaragdag ng mga espesyal na sangkap - fungicides - sa komposisyon ng mga polimer. Ang pag-unlad ng bakterya ay tumigil dahil sa mataas na toxicity ng sangkap para sa mga protozoan microorganism.

Posible bang i-neutralize ang epekto ng mga negatibong natural na kadahilanan?

Bilang resulta ng patuloy na pananaliksik, posible na maitaguyod na ang karamihan sa mga produktong plastik sa modernong merkado ay hindi nakikipag-ugnayan sa oxygen at sa mga aktibong compound nito.

Gayunpaman, ang mekanismo ng pagkawasak ng polimer ay maaaring ma-trigger ng pinagsamang epekto ng oxygen at mataas na temperatura, kahalumigmigan o ultraviolet radiation.

Gayundin, sa panahon ng mga espesyal na pag-aaral, posible na pag-aralan ang mga tampok ng pakikipag-ugnayan ng mga materyales ng polimer sa tubig. Ang likido ay nakakaapekto sa mga polimer sa tatlong paraan:

1. pisikal;
2. kemikal (hydrolysis);
3. photochemical.

Ang karagdagang sabay-sabay na pagkakalantad sa mataas na temperatura ay maaaring mapabilis ang proseso ng pagkasira ng mga produktong polimer.

Kaagnasan ng mga plastik

SA sa malawak na kahulugan ang konseptong ito ay nagpapahiwatig ng pagkasira ng materyal sa ilalim ng negatibong impluwensya ng mga panlabas na kadahilanan. Kaya, ang terminong "kaagnasan ng mga polimer" ay dapat na maunawaan bilang isang pagbabago sa komposisyon o mga katangian ng isang sangkap na sanhi ng isang hindi kanais-nais na impluwensya, na humahantong sa bahagyang o kumpletong pagkasira ng produkto.

Ang mga proseso ng naka-target na pagbabago ng mga polimer upang makakuha ng mga bagong katangian ng mga materyales ay hindi nalalapat sa kahulugan na ito.

Dapat nating pag-usapan ang tungkol sa kaagnasan, halimbawa, kapag ang polyvinyl chloride ay nakipag-ugnayan at nakikipag-ugnayan sa isang agresibong kemikal na kapaligiran - kloro.

Nabanggit na sa itaas (tingnan ang nakaraang artikulo) na ang mga sinag ng UV ay karaniwang nahahati sa tatlong grupo depende sa haba ng daluyong:
[*] Long-wave radiation (UVA) – 320-400 nm.
[*]Karaniwan (UVB) – 280-320 nm.
[*]Short-wave radiation (UVC) – 100-280 nm.
Ang isa sa mga pangunahing kahirapan sa pagsasaalang-alang sa epekto ng UV radiation sa thermoplastics ay ang intensity nito ay nakasalalay sa maraming mga kadahilanan: ozone content sa stratosphere, ulap, altitude, taas ng araw sa itaas ng abot-tanaw (kapwa sa araw at sa buong taon ) at mga pagmumuni-muni. Tinutukoy ng kumbinasyon ng lahat ng mga salik na ito ang antas ng intensity ng radiation ng UV, na makikita sa mapa ng Earth na ito:

Sa mga lugar na may kulay na dark green, ang intensity ng UV radiation ay pinakamataas. Bilang karagdagan, dapat itong isaalang-alang mataas na temperatura at halumigmig ay higit na nagpapahusay sa epekto ng UV radiation sa thermoplastics (tingnan ang nakaraang artikulo).

[B] Ang pangunahing epekto ng pagkakalantad sa UV radiation sa thermoplastics

Ang lahat ng uri ng UV radiation ay maaaring magdulot ng photochemical effect sa istruktura ng polymer materials, na maaaring maging kapaki-pakinabang o humantong sa pagkasira ng materyal. Gayunpaman, katulad ng balat ng tao, mas mataas ang intensity ng radiation at mas maikli ang wavelength, mas malaki ang panganib ng pagkasira ng materyal.

[U]Degradasyon
Ang pangunahing nakikitang epekto ng UV radiation sa mga materyales na polimer– ang paglitaw ng tinatawag na "mga chalky spot", pagkawalan ng kulay sa ibabaw ng materyal at pagtaas ng hina ng mga lugar sa ibabaw. Ang epektong ito madalas na makikita sa mga produktong plastik, palaging ginagamit sa labas: mga upuan sa mga stadium, Mga kasangkapan na pang hardin, greenhouse film, mga frame ng bintana atbp.

Kasabay nito, ang mga produktong thermoplastic ay kadalasang dapat makatiis sa pagkakalantad sa mga uri at intensity ng UV radiation na hindi matatagpuan sa Earth. Ito ay tungkol, halimbawa, tungkol sa mga elemento sasakyang pangkalawakan, na nangangailangan ng paggamit ng mga materyales tulad ng FEP.

Ang mga epekto na nabanggit sa itaas mula sa epekto ng UV radiation sa thermoplastics ay sinusunod, bilang panuntunan, sa ibabaw ng materyal at bihirang tumagos sa istraktura na mas malalim kaysa sa 0.5 mm. Gayunpaman, ang pagkasira ng materyal sa ibabaw sa ilalim ng pagkarga ay maaaring humantong sa pagkasira ng produkto sa kabuuan.

[U]Mga Mahilig
Huling beses malawak na aplikasyon nakitang espesyal mga patong ng polimer, partikular na batay sa polyurethane-acrylate, "self-healing" sa ilalim ng impluwensya ng UV radiation. Ang mga katangian ng pagdidisimpekta ng UV radiation ay malawakang ginagamit, halimbawa, sa mga cooler para sa Inuming Tubig at maaaring higit pang mapahusay ng magandang permeability properties ng PET. Ang materyal na ito ay ginagamit din bilang proteksiyon na patong sa UV insecticidal lamp, na nagbibigay ng paghahatid ng hanggang 96% ng light flux na may kapal na 0.25 mm. Ginagamit din ang UV radiation upang ibalik ang tinta na inilapat sa isang plastic na base.

Ang positibong epekto ng pagkakalantad sa UV radiation ay nagmumula sa paggamit ng fluorescent whitening reagents (FWA). Maraming polimer natural na ilaw magkaroon ng madilaw-dilaw na tint. Gayunpaman, sa pamamagitan ng pagpapasok ng FWA sa materyal, ang mga sinag ng UV ay nasisipsip ng materyal at naglalabas ng mga sinag sa likod sa nakikitang hanay ng asul na spectrum na may wavelength na 400-500 nm.

[B]Paglalantad sa UV radiation sa thermoplastics

Ang enerhiya ng UV na hinihigop ng thermoplastics ay nagpapasigla sa mga photon, na bumubuo naman ng mga libreng radical. Habang maraming mga thermoplastics sa kanilang natural, purong anyo ay hindi sumisipsip ng UV radiation, ang pagkakaroon ng mga nalalabi sa katalista at iba pang mga contaminant na nagsisilbing mga receptor sa kanilang komposisyon ay maaaring humantong sa pagkasira ng materyal. Bukod dito, upang simulan ang proseso ng pagkasira, ang mga maliliit na bahagi ng mga pollutant ay kinakailangan, halimbawa, isang bilyong sodium sa komposisyon ng polycarbonate ay humahantong sa kawalang-tatag ng kulay. Sa pagkakaroon ng oxygen, ang mga libreng radical ay bumubuo ng oxygen hydroperoxide, na sumisira sa mga double bond sa molecular chain, na ginagawang malutong ang materyal. Ang prosesong ito ay madalas na tinatawag na photo-oxidation. Gayunpaman, kahit na sa kawalan ng hydrogen, nangyayari pa rin ang pagkasira ng materyal dahil sa mga kaugnay na proseso, na partikular na karaniwan para sa mga elemento ng spacecraft.

Kabilang sa mga thermoplastics na may hindi kasiya-siyang pagtutol sa UV radiation sa kanilang hindi binagong anyo ay ang POM, PC, ABS at PA6/6.

Ang PET, PP, HDPE, PA12, PA11, PA6, PES, PPO, PBT ay itinuturing na sapat na lumalaban sa UV radiation, tulad ng kumbinasyon ng PC/ABS.

Ang PTFE, PVDF, FEP at PEEK ay may mahusay na pagtutol sa UV radiation.

Ang PI at PEI ay may mahusay na pagtutol sa UV radiation.

Ang mga composite na materyales batay sa polypropylene na lumalaban sa UV radiation ay nakuha. Upang masuri ang antas ng photodegradation ng polypropylene at composites batay dito, ang pangunahing tool ay IR spectroscopy. Kapag ang polimer ay bumababa, ito ay nasira mga bono ng kemikal at materyal na oksihenasyon. Ang mga prosesong ito ay makikita sa IR spectra. Gayundin, ang pagbuo ng mga proseso ng polymer photodegradation ay maaaring hatulan ng mga pagbabago sa istraktura ng ibabaw na nakalantad sa UV irradiation. Ito ay makikita sa pagbabago sa anggulo ng contact. Ang polypropylene na nagpapatatag sa iba't ibang mga sumisipsip ng UV ay pinag-aralan gamit ang IR spectroscopy at mga sukat ng anggulo ng contact. Boron nitride, multi-walled carbon nanotubes at carbon fibers ay ginamit bilang mga filler para sa polymer matrix. Ang IR absorption spectra ng polypropylene at composites batay dito ay nakuha at nasuri. Batay sa data na nakuha, ang mga konsentrasyon ng mga filter ng UV sa polymer matrix na kinakailangan upang maprotektahan ang materyal mula sa photodegradation ay natukoy. Bilang resulta ng mga pag-aaral, itinatag na ang mga filler na ginamit ay makabuluhang bawasan ang pagkasira ng ibabaw at mala-kristal na istraktura ng mga composite.

polypropylene

UV radiation

nanotubes

boron nitride

1. Smith A. L. Inilapat ang IR spectroscopy. Mga pangunahing kaalaman, pamamaraan, analytical application. – M.: Mir, 1982.

2. Bertin D., M. Leblanc, S. R. A. Marque, D. Siri. Polypropylene degradation: Theoretical at experimental investigations // Polymer Degradation and Stability. – 2010. – V. 95, I.5. – P. 782-791.

3. Guadagno L., Naddeo C., Raimondo M., Gorrasi G., Vittoria V. Epekto ng carbon nanotubes sa photo-oxidative durability ng syndiotactic polypropylene // Polymer Degradation and Stability. – 2010. – V.95, I. 9. – P. 1614-1626.

4. Horrocks A. R., Mwila J., Miraftab M., Liu M., Chohan S. S. Ang impluwensya ng carbon black sa mga katangian ng oriented polypropylene 2. Thermal at photodegradation // Polymer Degradation and Stability. – 1999. – V. 65, I.1. – P. 25-36.

5. Jia H., Wang H., Chen W. Ang kumbinasyon na epekto ng mga hadlang na mga stabilizer ng ilaw ng amine na may mga sumisipsip ng UV sa paglaban sa radiation ng polypropylene // Radiation Physics and Chemistry. – 2007. – V.76, I. 7. – P. 1179-1188.

6. Kaczmarek H., Ołdak D., Malanowski P., Chaberska H. Epekto ng maikling wavelength na UV-irradiation sa pagtanda ng polypropylene / cellulose compositions // Polymer Degradation and Stability. – 2005. – V.88, I.2. – P. 189-198.

7. Kotek J., Kelnar I., Baldrian J., Raab M. Structural transformations ng isotactic polypropylene na dulot ng heating at UV light // European Polymer Journal. – 2004. – V.40, I.12. – P. 2731-2738.

1. Panimula

Ang polypropylene ay ginagamit sa maraming lugar: sa paggawa ng mga pelikula (lalo na sa packaging), mga lalagyan, mga tubo, mga bahagi ng teknikal na kagamitan, bilang isang de-koryenteng insulating material, sa konstruksiyon, at iba pa. Gayunpaman, kapag nalantad sa UV radiation, nawawala ang polypropylene nito mga katangian ng pagganap dahil sa pag-unlad ng mga proseso ng photodegradation. Samakatuwid, upang patatagin ang polimer, ginagamit ang iba't ibang mga sumisipsip ng UV (mga filter ng UV) - parehong organic at inorganic: dispersed metal, ceramic particle, carbon nanotubes at fibers.

Upang masuri ang antas ng photodegradation ng polypropylene at composites batay dito, ang pangunahing tool ay IR spectroscopy. Kapag ang polimer ay bumababa, ang mga bono ng kemikal ay nasira at ang materyal ay na-oxidize. Ang mga prosesong ito ay makikita sa
IR spectra. Sa pamamagitan ng bilang at posisyon ng mga taluktok sa IR absorption spectra, maaaring hatulan ng isa ang likas na katangian ng sangkap (pagsusuri ng husay), at sa pamamagitan ng intensity ng mga banda ng pagsipsip, ang dami ng sangkap (quantitative analysis), at, samakatuwid, masuri ang antas ng pagkasira ng materyal.

Gayundin, ang pagbuo ng mga proseso ng polymer photodegradation ay maaaring hatulan ng mga pagbabago sa istraktura ng ibabaw na nakalantad sa UV irradiation. Ito ay makikita sa pagbabago sa anggulo ng contact.

Sa gawaing ito, ang polypropylene na nagpapatatag sa iba't ibang mga sumisipsip ng UV ay pinag-aralan gamit ang IR spectroscopy at mga sukat ng anggulo ng contact.

2. Mga materyales at eksperimentong pamamaraan

Ang mga sumusunod na materyales at filler ay ginamit: polypropylene, low-viscosity (TU 214535465768); multi-walled carbon nanotubes na may diameter na hindi hihigit sa 30 nm at haba na hindi hihigit sa 5 mm; high-modulus carbon fiber, grade VMN-4; hexagonal boron nitride.

Ang mga sample na may iba't ibang mass fraction ng filler sa polymer matrix ay nakuha mula sa mga panimulang materyales gamit ang extrusion mixing method.

Bilang isang paraan para sa pag-aaral ng mga pagbabago sa molecular structure ng polymer composites sa ilalim ng impluwensya ng ultraviolet radiation Ginamit ang Fourier transform infrared spectrometry. Ang spectra ay naitala sa isang Thermo Nicolet 380 spectrometer na may attachment para sa pagpapatupad ng attenuated total internal reflection (ATR) Smart iTR method na may diamond crystal. Ang pagbaril ay isinagawa na may resolusyon na 4 cm-1, ang nasuri na lugar ay nasa hanay na 4000-650 cm-1. Ang bawat spectrum ay nakuha sa pamamagitan ng pag-average ng 32 pass ng spectrometer mirror. Ang spectrum ng paghahambing ay kinuha bago ang bawat sample ay kinuha.

Upang pag-aralan ang mga pagbabago sa ibabaw ng mga pang-eksperimentong polymer composites sa ilalim ng impluwensya ng ultraviolet radiation, isang paraan ang ginamit upang matukoy ang anggulo ng contact ng basa na may distilled water. Isinasagawa ang mga pagsukat ng anggulo ng contact gamit ang KRÜSS EasyDrop DSA20 drop shape analysis system. Upang kalkulahin ang anggulo ng contact, ginamit ang pamamaraang Young-Laplace. Sa pamamaraang ito, ang kumpletong tabas ng drop ay tinasa; isinasaalang-alang ng pagpili hindi lamang ang mga interfacial na pakikipag-ugnayan na tumutukoy sa tabas ng drop, kundi pati na rin ang katotohanan na ang drop ay hindi nawasak dahil sa bigat ng likido. Pagkatapos ng matagumpay na pag-akma sa Young-Laplace equation, ang contact angle ay tinutukoy bilang ang slope ng tangent sa punto ng contact ng tatlong phase.

3. Resulta at diskusyon

3.1. Mga resulta ng mga pag-aaral ng mga pagbabago sa molekular na istraktura ng mga polymer composites

Ang spectrum ng polypropylene na walang tagapuno (Figure 1) ay naglalaman ng lahat ng mga linya na katangian ng polimer na ito. Una sa lahat, ito ang mga linya ng panginginig ng boses ng mga atomo ng hydrogen panksyunal na grupo CH3 at CH2. Ang mga linya sa rehiyon ng wave number na 2498 cm-1 at 2866 cm-1 ay may pananagutan para sa asymmetric at simetriko na pag-uunat na vibrations ng methyl group (CH3), at ang mga linyang 1450 cm-1 at 1375 cm-1, naman, ay dahil sa bending symmetric at asymmetric vibrations ng parehong grupo. Ang mga linyang 2916 cm-1 at 2837 cm-1 ay iniuugnay sa mga linya ng stretching vibrations ng mga methylene group (CH2). Mga banda sa wavenumber 1116 cm-1,
Ang 998 cm-1, 974 cm-1, 900 cm-1, 841 cm-1 at 809 cm-1 ay karaniwang tinutukoy bilang regularity bands, iyon ay, mga linya na dulot ng mga rehiyon ng regularidad ng polimer; minsan din silang tinatawag mga banda ng crystallinity. Ito ay nagkakahalaga ng pagpuna sa pagkakaroon ng isang linya ng mababang intensity sa rehiyon ng 1735 cm-1, na dapat maiugnay sa mga vibrations ng C=O bond, na maaaring nauugnay sa bahagyang oksihenasyon ng polypropylene sa panahon ng proseso ng pagpindot. Ang spectrum ay naglalaman din ng mga banda na responsable para sa pagbuo ng C=C double bond
(1650-1600 cm-1), na lumitaw pagkatapos ng pag-iilaw ng sample na may UV radiation. Bilang karagdagan, ang partikular na sample na ito ay nailalarawan sa pinakamataas na intensity ng linya ng C=O.

Figure 1. IR spectra ng polypropylene pagkatapos ng pagsubok para sa paglaban sa ultraviolet radiation

Bilang resulta ng pagkakalantad sa UV radiation sa mga composite na puno ng boron nitride, ang mga C=O bond (1735-1710 cm-1) ng iba't ibang kalikasan (aldehyde, ketone, eter) ay nabuo. Ang spectra ng mga sample ng purong polypropylene at polypropylene na naglalaman ng 40% at 25% boron nitride na na-irradiated ng UV radiation ay naglalaman ng mga banda na karaniwang responsable para sa pagbuo ng C=C double bonds (1650-1600 cm-1). Ang mga banda ng regularity (crystallinity) sa rehiyon ng mga wave number na 1300-900 cm-1 sa mga sample ng polymer composites na nakalantad sa UV irradiation ay kapansin-pansing lumalawak, na nagpapahiwatig ng bahagyang pagkasira ng crystalline na istraktura ng polypropylene. Gayunpaman, sa isang pagtaas sa antas ng pagpuno ng mga polymer composite na materyales na may hexagonal boron nitride, bumababa ang pagkasira ng mala-kristal na istraktura ng polypropylene. Ang pagkakalantad sa UV ay humantong din sa pagtaas ng hydrophilicity ng ibabaw ng mga sample, na ipinahayag sa pagkakaroon ng isang malawak na linya ng hydroxo group sa rehiyon na 3000 cm-1.

Figure 2. IR spectra ng isang polymer composite batay sa polypropylene na may 25% (wt.) hexagonal boron nitride pagkatapos ng pagsubok para sa paglaban sa ultraviolet radiation

Ang spectra ng polypropylene na puno ng 20% ​​(mass) na pinaghalong carbon fibers at nanotubes bago at pagkatapos ng pagsubok ay halos hindi naiiba sa isa't isa, pangunahin dahil sa spectrum distortion dahil sa malakas na pagsipsip ng IR radiation ng carbon component ng materyal. .

Batay sa data na nakuha, maaari itong hatulan na ang mga sample ng composites batay sa polypropylene, VMN-4 carbon fiber at carbon nanotubes ay naglalaman ng isang maliit na bilang ng mga C=O bond, dahil sa pagkakaroon ng isang peak sa rehiyon ng 1730 cm. -1, gayunpaman, maaasahang hatulan ang bilang ng mga bono na ito sa mga sample ay hindi posible dahil sa mga pagbaluktot ng spectra.

3.2. Mga resulta ng isang pag-aaral ng mga pagbabago sa ibabaw ng polymer composites

Ang talahanayan 1 ay nagpapakita ng mga resulta ng isang pag-aaral ng mga pagbabago sa ibabaw ng mga eksperimentong sample ng polymer composites na puno ng hexagonal boron nitride. Ang pagsusuri sa mga resulta ay nagpapahintulot sa amin na tapusin na ang pagpuno ng polypropylene na may hexagonal boron nitride ay nagpapataas ng paglaban ng ibabaw ng polymer composites sa ultraviolet radiation. Ang pagtaas sa antas ng pagpuno ay humahantong sa mas kaunting pagkasira ng ibabaw, na ipinakita sa isang pagtaas sa hydrophilicity, na nasa mabuting pagsang-ayon sa mga resulta ng pag-aaral ng mga pagbabago sa molekular na istraktura ng mga eksperimentong sample ng polymer composites.

Talahanayan 1. Mga resulta ng mga pagbabago sa contact angle ng ibabaw ng polymer composites na puno ng hexagonal boron nitride bilang resulta ng pagsubok sa paglaban sa ultraviolet radiation

Ang pagtatasa ng mga resulta ng pag-aaral ng mga pagbabago sa ibabaw ng mga eksperimentong sample ng polymer composites na puno ng pinaghalong carbon fibers at nanotubes (Talahanayan 2) ay nagpapahintulot sa amin na tapusin na ang pagpuno ng polypropylene na may mga carbon na materyales ay ginagawa ang mga polymer composites na ito na lumalaban sa ultraviolet radiation. Ang katotohanang ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang mga materyales ng carbon ay aktibong sumisipsip ng ultraviolet radiation.

Talahanayan 2. Mga resulta ng mga pagbabago sa surface contact angle ng polymer composites na puno ng carbon fiber at nanotubes dahil sa ultraviolet radiation resistance testing

4. Konklusyon

Ayon sa mga resulta ng isang pag-aaral ng paglaban ng polypropylene-based composites sa ultraviolet radiation, ang pagdaragdag ng hexagonal boron nitride sa polymer ay makabuluhang binabawasan ang pagkasira ng ibabaw at kristal na istraktura ng mga composite. Gayunpaman, ang mga materyales ng carbon ay aktibong sumisipsip ng ultraviolet radiation, sa gayon ay tinitiyak ang mataas na pagtutol ng mga composite batay sa mga polymer at carbon fibers at nanotubes sa ultraviolet radiation.

Ang gawain ay isinasagawa sa loob ng balangkas ng pederal na target na programa "Pananaliksik at pag-unlad sa mga priyoridad na lugar ng pag-unlad ng pang-agham at teknolohikal na kumplikado ng Russia para sa 2007-2013", Kontrata ng estado na may petsang Hulyo 8, 2011 No. 16.516.11.6099.

Mga Reviewer:

Serov G.V., doktor teknikal na agham, Propesor ng Department of Functional Nanosystems at High-Temperature Materials sa NUST MISIS, Moscow.

Kondakov S. E., Doctor of Technical Sciences, senior researcher sa Department of Functional Nanosystems at High-Temperature Materials ng NUST MISIS, Moscow.

Bibliograpikong link

Acrylic sa arkitektura

Ginagamit ang acrylic glass upang lumikha ng pinakamaganda mga istrukturang arkitektura- transparent na bubong, facade, mga hadlang sa kalsada, awning, canopy, gazebos. Ang lahat ng mga istrukturang ito ay pinapatakbo nasa labas sa ilalim ng patuloy na pagkakalantad sa solar radiation. Ang isang makatwirang tanong ay lumitaw: ang mga istruktura ng acrylic ay makatiis sa "pagsalakay" ng mga sinag ng nakakapasong araw, habang pinapanatili ang mahusay na mga katangian ng pagganap, ningning, at transparency? Nagmamadali kaming pasayahin ka: walang dahilan para mag-alala. Ang mga istrukturang acrylic ay maaaring ligtas na magamit sa labas sa ilalim ng patuloy na pagkakalantad sa ultraviolet radiation, kahit na sa mga maiinit na bansa.

Paghahambing ng acrylic sa iba pang mga plastik sa mga tuntunin ng paglaban sa UV radiation

Subukan nating ihambing ang acrylic sa iba pang mga plastik. Ngayon, ang isang malaking bilang ng iba't ibang mga transparent na plastik ay ginagamit para sa paggawa ng facade at roof glazing at fencing structures. Sa unang sulyap, hindi sila naiiba sa acrylic. Ngunit ang mga sintetikong materyales, na katulad ng acrylic sa kanilang mga visual na katangian, ay nawawala panglabas na pagkahumaling pagkatapos lamang ng ilang taon ng paggamit sa direktang sikat ng araw. wala karagdagang mga takip at hindi kayang protektahan ng mga pelikula ang mababang kalidad na plastic mula sa ultraviolet radiation pangmatagalan. Ang materyal ay nananatiling sensitibo sa UV rays, at, sayang, hindi na kailangang pag-usapan ang pagiging maaasahan ng lahat ng uri ng mga coatings sa ibabaw. Proteksyon sa anyo ng mga pelikula at barnis na mga bitak at pagbabalat sa paglipas ng panahon. Hindi nakakagulat na ang garantiya laban sa pag-yellowing ng naturang mga materyales ay hindi lalampas sa ilang taon. Ang acrylic na salamin mula sa tatak ng Plexiglas ay nagpapakita mismo sa isang ganap na naiibang paraan. Ang materyal ay may likas na proteksiyon na mga katangian, kaya hindi nito nawawala ang mahusay na mga katangian nito nang hindi bababa sa tatlong dekada.

Paano gumagana ang teknolohiya para sa pagprotekta sa acrylic mula sa sikat ng araw?

Ang Plexiglas ay lumalaban sa UV natatanging teknolohiya komprehensibong proteksyon Naturally UV Stable. Ang proteksyon ay nabuo hindi lamang sa ibabaw, ngunit sa buong istraktura ng materyal sa antas ng molekular. Ang tagagawa ng Plexiglas na Plexiglas ay nagbibigay ng 30-taong garantiya laban sa pagdidilaw at pag-ulap ng ibabaw habang patuloy na ginagamit sa labas. Nalalapat ang garantiyang ito sa mga transparent, walang kulay na sheet, pipe, block, rod, corrugated at ribbed na slab ng acrylic glass na tatak ng Plexiglas. Mga awning, mga takip sa bubong, ang mga transparent na facade ng acrylic, gazebos, bakod at iba pang mga produkto ng plexiglass ay hindi nakakakuha ng hindi kanais-nais na dilaw na tint.

Ang diagram ay nagpapakita ng mga pagbabago sa light transmittance index ng acrylic sa panahon ng warranty sa iba't-ibang klimatiko zone. Nakikita namin na ang liwanag na paghahatid ng materyal ay bahagyang bumababa, ngunit ang mga ito ay kaunting mga pagbabago, na hindi nakikita ng mata. Ang pagbaba sa light transmittance index ng ilang porsyento ay maaari lamang matukoy gamit espesyal na aparato. Sa paningin, ang acrylic ay nananatiling pristinely transparent at makintab.

Sa graph maaari mong subaybayan ang dinamika ng mga pagbabago sa light transmittance ng acrylic kumpara sa ordinaryong baso at iba pang plastic. Una, mas mataas ang light transmission ng acrylic sa orihinal nitong estado. Ito ang pinaka-transparent na plastic na materyal na kilala ngayon. Sa paglipas ng panahon, ang pagkakaiba ay nagiging mas kapansin-pansin: ang mababang kalidad na mga materyales ay nagsisimulang magdilim at kumupas, ngunit ang liwanag na transmittance ng acrylic ay nananatiling hindi nagbabago. parehong baitang. Wala sa mga kilalang plastik, maliban sa acrylic, ang maaaring magpadala ng 90% ng liwanag pagkatapos ng tatlumpung taon ng operasyon sa ilalim ng araw. Ito ang dahilan kung bakit ang acrylic ay ginustong mga modernong designer at mga arkitekto kapag gumagawa ng kanilang pinakamahusay na mga proyekto.

Kapag binanggit natin ang light transmission, pinag-uusapan natin ang ligtas na spectrum ng ultraviolet rays. Hinaharangan ng acrylic glass ang mapanganib na bahagi ng solar radiation spectrum. Halimbawa, sa isang bahay sa ilalim ng isang bubong na acrylic o sa isang eroplano na may mga bintana ng acrylic, ang mga tao ay protektado ng maaasahang glazing. Upang linawin, tingnan natin ang likas na katangian ng ultraviolet radiation. Ang spectrum ay nahahati sa short-wave, medium-wave at long-wave radiation. Ang bawat uri ng radiation ay may iba't ibang epekto sa ang mundo. Ang pinakamataas na enerhiya, maikling wavelength na radiation na hinihigop ng ozone layer ng planeta ay maaaring makapinsala sa mga molekula ng DNA. Katamtamang alon - na may matagal na pagkakalantad ay nagiging sanhi ng pagkasunog ng balat at pinipigilan ang mga pangunahing paggana ng katawan. Ang pinakaligtas at kahit na kapaki-pakinabang ay long-wave radiation. Bahagi lamang ng mapanganib na medium-wave radiation at ang buong long-wave spectrum ang nakakarating sa ating planeta. Tumutulo ang acrylic kapaki-pakinabang na spectrum UV radiation, humaharang sa mga mapanganib na sinag. Ito ay lubhang mahalagang kalamangan materyal. Pinapayagan ka ng glazing ng bahay na mapanatili ang maximum na liwanag sa silid, na nagpoprotekta sa mga tao mula sa negatibong epekto ultraviolet.