Ang mga polimer ay mga aktibong kemikal na kamakailan lamang ay nakakuha ng malawak na katanyagan dahil sa napakalaking pagkonsumo ng mga produktong plastik. Ang dami ng paggawa ng mundo ng mga polymer ay lumalaki bawat taon, at ang mga materyales na ginawa gamit ang kanilang paggamit ay nakakakuha ng mga bagong posisyon sa sambahayan at pang-industriya na larangan.

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

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

Ang paglaban ng mga tiyak na produkto sa mga negatibong kondisyon ng klimatiko ay tinutukoy na isinasaalang-alang ang dalawang pangunahing pamantayan:

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

Sa kasong ito, ang masamang epekto sa mga produktong polimer ay natutukoy ng oras ng kanilang kumpletong pagkasira at ang uri ng epekto: agarang kumpletong pagkawasak o banayad na mga bitak at depekto.

Ang mga kadahilanan na nakakaapekto sa pagkasira ng polimer ay kinabibilangan ng:

• mga mikroorganismo;
• thermal enerhiya ng iba't ibang antas ng intensity;
• pang-industriya na emissions, na naglalaman ng mga nakakapinsalang sangkap;
• sobrang alinsangan;
• UV radiation;
• pag-radiation ng X-ray;
• tumaas na porsyento ng oxygen at ozone compound sa hangin.

Ang proseso ng kumpletong pagkasira ng mga produkto ay pinabilis ng sabay-sabay na epekto ng maraming mga salungat na kadahilanan.

Ang isa sa mga tampok ng klimatiko na pagsubok ng mga polymer ay ang pangangailangan para sa kadalubhasaan sa pagsubok at pag-aaral ng epekto ng bawat isa sa mga nakalistang phenomena nang magkahiwalay. Gayunpaman, ang mga pagtatantyang ito ay hindi tumpak na masasalamin ang larawan ng pakikipag-ugnay ng panlabas na mga 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 napailalim sa pinagsamang mga epekto. Sa kasong ito, kapansin-pansin na napahusay ang mapanirang epekto.

Pagkakalantad sa Ultraviolet Radiation sa Polymers

Mayroong maling kuru-kuro na ang mga sinag ng araw ay lalong nakakapinsala sa mga produktong plastik. Sa katunayan, ang ultraviolet light lamang ang may mapanirang epekto.

Ang mga bono sa pagitan ng mga atomo sa mga polymer ay maaaring masira lamang sa pamamagitan ng pagkakalantad sa mga sinag ng spectrum na ito. Ang mga kahihinatnan ng naturang masamang epekto ay maaaring obserbahan ng biswal. Maaari silang ipahayag:

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

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

Isinasagawa din ang mga eksperimento upang muling likhain ang mga kondisyon ng pagkakalantad sa UV radiation, mataas na kahalumigmigan at temperatura.

Ang mga nasabing pagsusuri ay kinakailangan upang makagawa ng mga konklusyon tungkol sa pangangailangan na gumawa ng mga pagbabago sa komposisyon ng kemikal ng mga sangkap. Kaya, upang makakuha ng materyal na polimer ang paglaban sa UV radiation, idinagdag dito ang mga espesyal na adorber. Dahil sa kapasidad ng pagsipsip ng sangkap, ang layer ng proteksiyon ay naaktibo.

Ang katatagan at lakas ng mga interatomic bond ay maaari ring madagdagan sa pamamagitan ng pagpapakilala ng mga stabilizer.

Mapanirang pagkilos ng mga mikroorganismo

Ang mga polimer ay mga sangkap na lubos na lumalaban sa bakterya. Gayunpaman, ang pag-aari na ito ay tipikal lamang para sa mga produktong gawa sa mataas na kalidad na mga plastik.

Ang mga materyal na hindi gaanong kalidad ay idinagdag na may mga mababang sangkap na molekular na may posibilidad na makaipon sa ibabaw. Ang isang malaking bilang ng mga sangkap na ito ay nag-aambag sa pagkalat ng mga mikroorganismo.

Ang mga kahihinatnan ng mapanirang epekto ay maaaring napansin nang napakabilis, dahil:

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

Ang mga karagdagang kadahilanan na maaaring humantong sa isang pagbawas sa pagganap ng mga polymer ay kasama ang nakataas na temperatura at halumigmig. Lumilikha sila ng mga kondisyong kanais-nais para sa aktibong pagpapaunlad ng mga mikroorganismo.

Ang patuloy na pagsasaliksik ay natagpuan ang pinakamabisang paraan upang maiwasan ang paglaki ng bakterya. Ito ang pagdaragdag ng mga espesyal na sangkap sa komposisyon ng mga polymer - fungicides. Ang pag-unlad ng bakterya ay nasuspinde dahil sa mataas na pagkalason ng sangkap para sa pinakasimpleng mga mikroorganismo.

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

Bilang resulta ng isinagawa na pagsasaliksik, posible na maitaguyod na ang karamihan sa mga produktong plastik sa merkado ngayon ay hindi nakikipag-ugnay sa oxygen at sa mga aktibong compound nito.

Gayunpaman, ang mekanismo ng pagkasira ng polimer ay maaaring ma-trigger ng pinagsamang pagkilos ng oxygen at mataas na temperatura, halumigmig o ultraviolet radiation.

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

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

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

Kaagnasan ng mga plastik

Sa isang malawak na kahulugan, ang konseptong ito ay nagpapahiwatig ng pagkasira ng materyal sa ilalim ng negatibong epekto ng panlabas na mga kadahilanan. Kaya, ang term na "kaagnasan ng mga polymer" ay dapat na maunawaan bilang isang pagbabago sa komposisyon o mga katangian ng isang sangkap na sanhi ng isang hindi kanais-nais na epekto, na humantong sa bahagyang o kumpletong pagkasira ng produkto.

Ang mga proseso ng may layunin na pagbabago ng mga polymer upang makakuha ng mga bagong pag-aari ng mga materyales ay hindi kabilang sa kahulugan na ito.

Ang kaagnasan ay dapat na tinalakay, halimbawa, kapag ang polyvinyl chloride ay nakikipag-ugnay at nakikipag-ugnay sa isang agresibong kemikal na daluyan - kloro.

Napansin na sa itaas (tingnan ang naunang artikulo) na ang mga sinag ng saklaw ng UV ay karaniwang nahahati sa tatlong mga pangkat depende sa haba ng haba ng haba:
[*] Long-wavelength radiation (UVA) - 320-400 nm.
[*] Karaniwan (UVB) - 280-320 nm
[*] Shortwave radiation (UVC) - 100-280 nm.
Ang isa sa mga pangunahing paghihirap sa pagsasaalang-alang ang epekto ng UV radiation sa thermoplastics ay ang intensity nito ay nakasalalay sa maraming mga kadahilanan: ang nilalaman ng osono sa stratosfir, ulap, altitude ng lokasyon, ang taas ng araw sa itaas ng abot-tanaw (pareho sa araw at sa buong taon) at repleksyon. Ang kumbinasyon ng lahat ng mga kadahilanang ito ay tumutukoy sa antas ng UV radiation intensity, na makikita sa mapa ng Earth na ito:

Ang mga lugar na may kulay madilim na berde ay may pinakamataas na intensity ng UV. Bilang karagdagan, dapat tandaan na ang mataas na temperatura at halumigmig ay lalong nagpapabuti sa epekto ng UV radiation sa mga thermoplastics (tingnan ang naunang artikulo).

[B] Pangunahing epekto ng UV radiation sa thermoplastics

Ang lahat ng mga uri ng UV radiation ay maaaring maging sanhi ng isang photochemical na epekto sa istraktura ng mga polymeric na materyales, 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 haba ng daluyong, mas malaki ang peligro ng pagkasira ng materyal.

[U] Pagkasira
Ang pangunahing nakikitang epekto ng radiation ng UV sa mga polymeric na materyales ay ang hitsura ng tinatawag. "Chalk spot", pagkawalan ng kulay sa ibabaw ng materyal at nadagdagan ang hina ng mga lugar sa ibabaw. Ang epektong ito ay madalas na napapanood sa mga produktong plastik na patuloy na ginagamit sa labas: mga upuan sa mga istadyum, mga kasangkapan sa hardin, mga pelikulang greenhouse, mga window frame, atbp.

Sa parehong oras, ang mga produktong thermoplastic ay madalas na makatiis ng pagkakalantad sa UV radiation ng isang uri at kasidhian na hindi matatagpuan sa Earth. Pinag-uusapan natin, halimbawa, ang tungkol sa mga elemento ng spacecraft, na nangangailangan ng paggamit ng mga materyales tulad ng FEP.

Ang nabanggit na mga epekto ng UV radiation sa mga thermoplastics ay nabanggit, bilang isang panuntunan, sa ibabaw ng materyal at bihirang tumagos sa istrakturang mas malalim sa 0.5 mm. Gayunpaman, ang pagkasira ng materyal sa ibabaw sa pagkakaroon ng isang pag-load ay maaaring humantong sa pagkasira ng produkto bilang isang buo.

[U] Mga Buff
Kamakailan lamang, natagpuan ng mga espesyal na patong na polimer ang malawakang paggamit, lalo na sa batayan ng polyurethane-acrylate, "self-healing" sa ilalim ng impluwensya ng UV radiation. Ang mga katangian ng pagdidisimpekta ng UV radiation ay malawakang ginagamit, halimbawa, sa pag-inom ng mga cooler ng tubig at maaari pang mapahusay ng mga magagandang katangian ng paghahatid ng PET. Ginagamit din ang materyal na ito bilang isang proteksiyon na patong sa mga UV insecticidal lamp, na nagbibigay ng isang paghahatid ng hanggang sa 96% ng maliwanag na pagkilos ng bagay sa kapal na 0.25 mm. Ginagamit din ang UV radiation upang maibalik ang tinta na idineposito sa isang plastic base.

Ang positibong epekto ng pagkakalantad sa UV radiation ay ibinibigay ng paggamit ng fluorescent whitening agents (FWA). Maraming mga polimer ang may isang madilaw na kulay sa natural na ilaw. Gayunpaman, ang pagpapakilala sa komposisyon ng mga materyal na FWA na sinag ng UV ay hinihigop ng materyal at nag-radiate sa likod ng mga sinag ng nakikitang saklaw ng asul na spectrum na may haba ng haba na 400-500 nm.

[B] Epekto ng radiation ng UV sa mga thermoplastics

Ang enerhiya ng UV na hinihigop ng mga thermoplastics ay nakaka-excite ng mga photon, na bumubuo naman ng mga free radical. Habang maraming likas, dalisay na thermoplastics ay hindi sumisipsip ng UV radiation, ang pagkakaroon ng mga residue ng katalista at iba pang mga kontaminant na nagsisilbing mga receptor sa kanilang komposisyon ay maaaring humantong sa pagkasira ng materyal. Bukod dito, para sa simula ng proseso ng pagkasira, kinakailangan ng mga nababalewalang sukat ng mga pollutant, halimbawa, ang isang bilyong bahagi ng 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 pumuputol sa mga dobleng bono sa molekular chain, na ginagawang malutong ang materyal. Ang prosesong ito ay madalas na tinutukoy bilang photooxidation. Gayunpaman, kahit na sa kawalan ng hydrogen, ang materyal na pagkasira ng tao ay nangyayari pa rin dahil sa mga kaugnay na proseso, na kung saan ay lalo na katangian ng mga elemento ng spacecraft.

Kabilang sa mga thermoplastics na may hindi kasiya-siyang paglaban sa UV na hindi nabago ang form ay ang POM, PC, ABS at PA6 / 6.

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

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

Ang PI at PEI ay may mahusay na paglaban sa UV.

Ang mga materyal na pinaghalong batay sa polypropylene na lumalaban sa UV radiation ay nakuha. Upang masuri ang antas ng photodegradation ng polypropylene at mga pinaghalo batay dito, ang IR spectroscopy ang pangunahing tool. Sa panahon ng pagkasira ng polimer, ang mga bono ng kemikal ay nasira at ang materyal ay na-oxidized. Ang mga prosesong ito ay makikita sa spektrum ng IR. Gayundin, ang pagbuo ng mga proseso ng photodegradation ng polimer ay maaaring hatulan mula sa pagbabago sa istraktura ng ibabaw na nakalantad sa pag-iilaw ng UV. Ito ay makikita sa pagbabago sa anggulo ng contact. Ang polypropylene na nagpapatatag ng iba't ibang mga UV absorber ay pinag-aralan ng IR spectroscopy at mga sukat ng anggulo ng contact. Ang Boron nitride, multi-walled carbon nanotubes, at carbon fibers ay ginamit bilang mga tagapuno para sa polymer matrix. Ang spectra ng pagsipsip ng IR ng polypropylene at mga pinaghalo batay dito ay nakuha at sinuri. Batay sa nakuha na data, natukoy ang konsentrasyon ng mga UV filter sa polymer matrix, na kinakailangan upang maprotektahan ang materyal mula sa photodegradation. Bilang isang resulta ng mga pag-aaral na isinagawa, napag-alaman na ang mga tagapuno ay ginamit na makabuluhang bawasan ang pagkasira ng ibabaw at ang istrakturang kristal ng mga pinaghalo.

polypropylene

UV radiation

nanotube

boron nitride

1. Smith AL Applied IR Spectroscopy. Mga Pangunahing Kaalaman, diskarte, mga aplikasyon ng analitikal. - M.: Mir, 1982.

2. Bertin D., M. Leblanc, S. R. A. Marque, D. Siri. Pagkasira ng Polypropylene: Teoretikal at pang-eksperimentong pagsisiyasat // 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 tibay ng photo-oxidative 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 orientated 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 pinagsamang epekto ng hindered amine light stabilizers na may UV absorbers sa radiation resistensya 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 haba ng daluyong ng UV-pag-iilaw sa pag-iipon ng mga komposisyon ng polypropylene / cellulose // Polymer Degradation and Stability. - 2005. - V.88, I.2. - P. 189-198.

7. Kotek J., Kelnar I., Baldrian J., Raab M. Ang mga istrukturang pagbabago ng isotactic polypropylene na sapilitan ng pag-init at ilaw ng UV // European Polymer Journal. - 2004. - V.40, I.12. - P. 2731-2738.

1. Panimula

Ginagamit ang polypropylene sa maraming mga lugar: sa paggawa ng mga pelikula (lalo na ang pagpapakete), mga lalagyan, tubo, mga bahagi ng teknikal na kagamitan, bilang isang de-kuryenteng insulate material, sa konstruksyon at iba pa. Gayunpaman, kapag nahantad sa UV radiation, nawawala ang mga katangian ng pagganap ng polypropylene dahil sa pagbuo ng mga proseso ng photodegradation. Samakatuwid, upang patatagin ang polimer, ginagamit ang iba't ibang mga UV absorber (UV filters) - kapwa organiko at inorganiko: nakakalat na metal, ceramic particle, carbon nanotubes at fibers.

Upang masuri ang antas ng photodegradation ng polypropylene at mga pinaghalo batay dito, ang IR spectroscopy ang pangunahing tool. Sa panahon ng pagkasira ng polimer, ang mga bono ng kemikal ay nasira at ang materyal ay na-oxidized. Ang mga prosesong ito ay makikita sa
IR spectra. Sa pamamagitan ng bilang at posisyon ng mga tuktok sa litrat ng pagsipsip ng IR, maaaring hatulan ng isang tao ang likas na katangian ng sangkap (pagsusuri ng husay), at sa tindi ng mga banda ng pagsipsip, ang dami ng sangkap (dami ng pagsusuri), at, samakatuwid, tantyahin ang antas ng pagkasira ng materyal.

Gayundin, ang pagbuo ng mga proseso ng photodegradation ng polimer ay maaaring hatulan mula sa pagbabago sa istraktura ng ibabaw na nakalantad sa pag-iilaw ng UV. Ito ay makikita sa pagbabago sa anggulo ng contact.

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

2. Mga materyales at diskarteng pang-eksperimento

Tulad ng ginamit na mga materyales at tagapuno na ginamit: polypropylene, mababang lagkit (TU 214535465768); multilayer carbon nanotubes na may diameter na hindi hihigit sa 30 nm at isang haba na hindi hihigit sa 5 mm; high-modulus carbon fiber, VMN-4 grade; hexagonal boron nitride.

Ang mga sample na may iba't ibang mga mass fraction ng tagapuno sa polymer matrix ay nakuha mula sa mga panimulang materyales sa pamamagitan ng paghahalo ng extrusion.

Ang FTIR spectrometry ay ginamit bilang isang pamamaraan upang mapag-aralan ang mga pagbabago sa istraktura ng molekula ng mga polymer composite sa ilalim ng pagkilos ng ultraviolet radiation. Ang pagrekord ng spekra ay isinasagawa sa isang Thermo Nicolet 380 spectrometer na may isang kalakip para sa pagpapatupad ng pamamaraan ng nabalisa kabuuang panloob na pagmuni-muni (ATR) Smart iTR na may brilyante na kristal. Ang survey ay natupad sa isang resolusyon ng 4 cm-1, ang pinag-aralan na lugar ay nasa saklaw 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 naitala bago itala ang bawat sample.

Upang pag-aralan ang mga pagbabago sa ibabaw ng mga pang-eksperimentong mga compound ng polimer sa ilalim ng pagkilos ng ultraviolet radiation, ginamit namin ang pamamaraan ng pagtukoy sa anggulo ng contact ng wetting na may dalisay na tubig. Isinasagawa ang mga sukat ng anggulo ng pakikipag-ugnay gamit ang KRÜSS EasyDrop DSA20 na sistema ng pagtatasa ng hugis na drop. Ginamit ang pamamaraang Young-Laplace upang makalkula ang anggulo ng contact. Sa pamamaraang ito, ang kumpletong tabas ng droplet ay sinusuri; ang pagpili ay isinasaalang-alang hindi lamang ang mga pakikipag-ugnayan ng interphase na tumutukoy sa tabas ng drop, ngunit pati na rin ang katotohanan na ang drop ay hindi nawasak dahil sa bigat ng likido. Matapos ang matagumpay na pagpili ng equation ng Young - Laplace, ang anggulo ng contact ay natutukoy bilang ang slope ng tangent sa point ng tangency ng tatlong phase.

3. Resulta at diskusyon

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

Ang spectrum ng polypropylene na walang tagapuno (Larawan 1) ay naglalaman ng lahat ng mga linya na katangian ng polimer na ito. Una sa lahat, ito ang mga linya ng panginginig ng mga hydrogen atoms sa mga functional group na CH3 at CH2. Ang mga linya sa rehiyon ng mga wavenumber na 2498 cm-1 at 2866 cm-1 ay responsable para sa walang simetrya at simetriko na lumalawak na mga panginginig ng methyl group (CH3), at ang mga linya na 1450 cm-1 at 1375 cm-1, naman, ay dahil sa baluktot na simetriko at asymmetric na mga panginginig ng parehong grupo. ... Ang mga linya sa 2916 cm-1 at 2837 cm-1 ay tumutukoy sa mga linya ng lumalawak na mga panginginig ng mga grupo ng methylene (CH2). Mga banda sa mga numero ng alon na 1116 cm-1,
Ang 998 cm-1, 974 cm-1, 900 cm-1, 841 cm-1 at 809 cm-1 ay karaniwang tinutukoy bilang mga regularity band, iyon ay, sa mga linya na sanhi ng mga rehiyon ng pagiging regular ng polimer, sila rin minsan tinawag na mga crystallinity band. Ito ay nagkakahalaga ng pagpuna sa pagkakaroon ng isang linya ng mababang intensidad sa rehiyon ng 1735 cm - 1, na dapat maiugnay sa mga panginginig ng C \u003d O bond, na maaaring maiugnay sa hindi gaanong oksihenasyon ng polypropylene habang pinipindot. Naglalaman din ang spectrum ng mga banda na responsable para sa pagbuo ng mga dobleng bono C \u003d C
(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 pamamagitan ng maximum na intensity ng linya ng C \u003d O.

Larawan 1. IR spectra ng polypropylene pagkatapos ng mga pagsubok sa paglaban sa UV

Bilang isang resulta ng pagkakalantad sa UV radiation sa mga pinaghalong puno ng boron nitride, nabuo ang mga C \u003d O bond (1735-1710 cm-1) ng iba't ibang kalikasan (aldehyde, ketone, ether). Ang specra ng UV-irradiated na mga sample ng purong polypropylene at polypropylene na naglalaman ng 40% at 25% boron nitride ay naglalaman ng mga banda na kadalasang responsable para sa pagbuo ng mga C \u003d C na dobleng bono (1650-1600 cm-1). Ang mga banda ng pagkakapareho (crystallinity) sa saklaw ng mga wavenumber 1300-900 cm-1 sa mga sample ng mga polymer composite na nakalantad sa pag-iilaw ng UV ay kapansin-pansin na pinalawak, na nagpapahiwatig ng isang bahagyang pagkasira ng kristal na istraktura ng polypropylene. Gayunpaman, sa isang pagtaas sa antas ng pagpuno ng mga polymer na pinaghalong materyales na may hexagonal boron nitride, ang pagkasira ng istrakturang kristal ng polypropylene ay bumababa. Ang pagkakalantad sa UV ay humantong din sa isang pagtaas sa hydrophilicity ng sample na ibabaw, na kung saan ay ipinahayag sa pagkakaroon ng isang malawak na linya ng grupo ng hydroxo sa rehiyon ng 3000 cm - 1.

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

Ang spektra ng polypropylene na puno ng isang 20 wt% na pinaghalong mga carbon fibers at nanotube bago at pagkatapos ng mga pagsubok ay halos hindi naiiba sa bawat isa, pangunahin dahil sa pagbaluktot ng spectrum dahil sa malakas na pagsipsip ng IR radiation ng carbon sangkap ng materyal.

Batay sa nakuha na data, posible na hatulan ang pagkakaroon ng isang maliit na bilang ng mga C \u003d O na bono sa mga sample ng mga pinaghalo batay sa polypropylene, carbon fiber VMN-4 at carbon nanotubes, dahil sa pagkakaroon ng isang rurok sa rehiyon ng 1730 cm-1, gayunpaman, maaasahan na hatulan ang bilang ng mga bono na ito sa mga sample ay hindi posible dahil sa pagbaluktot ng spektra.

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

Ipinapakita ng Talahanayan 1 ang mga resulta ng isang pag-aaral ng mga pagbabago sa ibabaw ng mga pang-eksperimentong sample ng mga compound ng polimer na puno ng hexagonal boron nitride. Pinapayagan ka ng pag-aaral ng mga resulta na tapusin na ang pagpuno ng polypropylene ng hexagonal boron nitride ay nagdaragdag ng paglaban sa ibabaw ng mga compound ng polimer sa ultraviolet radiation. Ang isang pagtaas sa antas ng pagpuno ay humahantong sa isang mas mababang pagkasira ng ibabaw, na kung saan manifests mismo sa isang pagtaas sa hydrophilicity, na kung saan ay sa mahusay na kasunduan sa mga resulta ng mga pag-aaral ng mga pagbabago sa molekular istraktura ng pang-eksperimentong mga sample ng mga polymer composite.

Talahanayan 1. Mga resulta ng pagbabago ng anggulo ng contact ng wetting ng ibabaw ng mga compound ng polimer na puno ng boron nitride hexagonal dahil sa pagsubok ng paglaban sa ultraviolet radiation

Ang isang pagtatasa ng mga resulta ng pag-iimbestiga ng pagbabago sa ibabaw ng mga pang-eksperimentong sample ng mga polymer composite na puno ng isang halo ng carbon fibers at nanotubes (Talahanayan 2) ay nagpapahiwatig na ang pagpuno ng polypropylene ng mga materyal na carbon ay ginagawang lumalaban ang mga polymer na ito sa ultraviolet radiation. Ang katotohanang ito ay ipinaliwanag ng katotohanan na ang mga materyal na carbon ay aktibong sumisipsip ng ultraviolet radiation.

Talahanayan 2. Mga resulta ng mga pagbabago sa anggulo ng contact ng wetting ng ibabaw ng mga compound ng polimer na puno ng carbon fiber at nanotubes bilang isang resulta ng pagsubok na paglaban sa ultraviolet radiation

4. Konklusyon

Ayon sa mga resulta ng isang pag-aaral ng katatagan ng mga pinaghalo batay sa polypropylene sa ultraviolet radiation, ang pagdaragdag ng hexagonal boron nitride sa polimer ay makabuluhang binabawasan ang pagkasira ng ibabaw at ang istrakturang kristal ng mga pinaghalo. Gayunpaman, ang mga materyal na carbon ay aktibong sumisipsip ng ultraviolet radiation, sa gayon tinitiyak ang mataas na paglaban ng mga pinaghalo batay sa mga polymer at carbon fibers at nanotubes sa ultraviolet radiation.

Ang gawain ay isinagawa sa loob ng balangkas ng pederal na target na programa na "Pananaliksik at Pag-unlad sa Mga Mahahalagang Lugar ng Pag-unlad ng Siyentipiko at Teknolohikal na Kompanya ng Russia para sa 2007-2013", Kontrata ng Estado na may petsang Hulyo 08, 2011 Blg. 16.516.11.6099.

Mga Reviewer:

Serov GV, Doctor ng Teknikal na Agham, Propesor ng Kagawaran ng Functional Nanosystems at Mga Materyales na Mataas ang Temperatura, DAPAT "MISiS", Moscow.

Kondakov S.E., Doktor ng Agham Teknikal, Senior Mananaliksik, Kagawaran ng Mga Gumaganang Nanosystem at Mga Materyales na Mataas ang Temperatura, DAPAT "MISiS", Moscow.

Sanggunian sa bibliograpiya

Acrylic sa arkitektura

Ang pinakamagagandang istruktura ng arkitektura ay nilikha mula sa acrylic glass - mga transparent na bubong, harapan, hadlang sa kalsada, awning, canopy, gazebos. Ang lahat ng mga istrukturang ito ay pinamamahalaan sa labas ng bahay sa ilalim ng patuloy na pagkakalantad sa solar radiation. Ang isang makatuwirang tanong ay arises: ang mga istruktura ng acrylic ay makatiis ng "mabangis na pagsalakay" ng mga sinag ng nasusunog na araw, habang pinapanatili ang mahusay na mga katangian ng pagganap, ningning, transparency? Nagmamadali kaming mangyaring ikaw: walang dahilan para mag-alala. Ang mga istrakturang acrylic ay maaaring ligtas na magamit sa labas ng bahay sa ilalim ng pare-pareho ng pagkakalantad sa ultraviolet radiation, kahit na sa mga maiinit na bansa.

Paghahambing ng acrylic sa iba pang mga plastik para sa paglaban ng UV

Subukan nating ihambing ang acrylic sa iba pang mga plastik. Ngayon, ang isang malaking bilang ng mga iba't ibang mga transparent na plastik ay ginagamit para sa paggawa ng harapan, glazing sa bubong at mga istrakturang proteksiyon. Sa unang tingin, hindi sila naiiba mula sa acrylic. Ngunit ang mga materyales na gawa ng tao, katulad ng acrylic sa kanilang mga visual na katangian, nawala ang kanilang visual na apila pagkatapos ng maraming taon ng operasyon sa direktang sikat ng araw. Walang karagdagang mga patong at pelikula ang magagawang protektahan ang mababang kalidad na plastik mula sa ultraviolet radiation sa loob ng mahabang panahon. Ang materyal ay mananatiling sensitibo sa mga sinag ng UV, at, aba, hindi na kailangang pag-usapan ang pagiging maaasahan ng lahat ng uri ng mga coatings sa ibabaw. Proteksyon sa anyo ng mga pelikula at varnishes bitak at peels sa paglipas ng panahon. Hindi nakakagulat, ang garantiya laban sa paglalagay ng dilaw ng mga naturang materyales ay hindi lalampas sa maraming taon. Ang Plexiglas acrylic na salamin ay nagpapakita ng sarili sa isang ganap na naiibang paraan. Ang materyal ay may likas na mga katangian ng proteksiyon, samakatuwid hindi ito mawawala ang mahusay na mga katangian nito ng hindi bababa sa tatlong dekada.

Paano gumagana ang teknolohiya ng proteksyon ng acrylic na araw?

Ang paglaban ng Plexiglas 'UV ay natiyak ng natatanging teknolohiyang proteksyon ng Naturally UV Stable. Ang proteksyon ay nabuo hindi lamang sa ibabaw, kundi pati na rin sa buong istraktura ng materyal sa antas ng molekula. Ang tagagawa ng Plexiglas ng plexiglas ay nagbibigay ng isang 30-taong warranty laban sa pamumutla at cloudiness ng ibabaw habang patuloy na panlabas na paggamit. Nalalapat ang warranty na ito sa mga malinaw, walang kulay na sheet, tubo, bloke, baras, corrugated at ribbed Plexiglas acrylic glass boards. Ang mga pagbubo, takip sa bubong, mga transparent na acrylic facade, gazebos, fences at iba pang mga produktong plexiglass ay hindi nakakakuha ng isang hindi kasiya-siyang dilaw na kulay.

Ipinapakita ng diagram ang mga pagbabago sa light transmission index ng acrylic sa panahon ng warranty sa iba't ibang mga klimatiko zone. Nakita namin na ang ilaw na paghahatid ng materyal ay bahagyang nabawasan, ngunit ang mga ito ay kaunting pagbabago na hindi nakikita ng mata. Ang isang pagbaba sa light transmission index ng ilang porsyento ay matutukoy lamang sa tulong ng mga espesyal na kagamitan. Sa paningin, ang acrylic ay nananatiling malinis na transparent at makintab.

Ipinapakita ng grap ang dynamics ng mga pagbabago sa light transmittance ng acrylic kumpara sa ordinaryong baso at iba pang mga plastik. Una, ang ilaw na paghahatid ng acrylic ay mas mataas sa orihinal nitong estado. Ito ang pinaka-transparent na materyal na plastik na kilala hanggang ngayon. Sa paglipas ng panahon, ang pagkakaiba ay nagiging mas kapansin-pansin: ang mga de-kalidad na materyales ay nagsisimulang dumidilim, madungisan, at ang ilaw na paghahatid ng acrylic ay mananatili sa parehong antas. Wala sa mga kilalang plastik, maliban sa acrylic, ang maaaring makapagpadala ng 90% ng ilaw pagkatapos ng tatlumpung taong operasyon sa ilalim ng araw. Iyon ang dahilan kung bakit ginusto ng mga modernong taga-disenyo at arkitekto ang acrylic kapag lumilikha ng kanilang pinakamahusay na mga proyekto.

Kapag pinag-uusapan natin ang tungkol sa light transmission, pinag-uusapan natin ang tungkol sa isang ligtas na spectrum ng mga ultraviolet ray. Pinapanatili ng baso ng acrylic ang mapanganib na bahagi ng solar radiation spectrum. Halimbawa, sa isang bahay sa ilalim ng isang acrylic na bubong o sa isang eroplano na may mga acrylic windows, ang mga tao ay nasa ilalim ng maaasahang wazor na glazing. Para sa paglilinaw, tingnan natin ang likas na katangian ng ultraviolet radiation. Ang spectrum ay nahahati sa shortwave, mediumwave at longwave radiation. Ang bawat uri ng radiation ay may iba't ibang epekto sa nakapalibot na mundo. Ang pinaka-mataas na enerhiya, maikling-haba ng haba na radiation na hinihigop ng layer ng osono ng planeta ay maaaring makapinsala sa mga molekula ng DNA. Katamtamang alon - na may matagal na pagkakalantad, nagdudulot ito ng pagkasunog ng balat at pinipigilan ang mga pangunahing pag-andar ng katawan. Ang pinakaligtas at kahit na ang pinaka kapaki-pakinabang ay ang pang-alon na radiation. Ang bahagi lamang ng mapanganib na radiation ng daluyan-alon at ang buong pang-alon na spectrum na umaabot sa ating planeta. Naghahatid ang acrylic ng isang kapaki-pakinabang na spectrum ng UV radiation, na nakakulong sa mga mapanganib na sinag. Ito ay isang napakahalagang bentahe ng materyal. Pinapayagan ka ng glazing sa bahay na mapanatili ang maximum na ilaw sa silid, na pinoprotektahan ang mga tao mula sa mga negatibong epekto ng ultraviolet radiation.