Воздействие солнечного света на трубы и профили из ПВХ (UPVC)

Что такое явление chalking?

Chalking — это явление, которое возникает, когда ультрафиолетовое (УФ) разложение начинается на поверхности ПВХ и постепенно проникает вглубь материала. По мере того как внешняя часть ПВХ разрушается, все больше и больше частиц пигментов, таких как TiO2, и других неорганических веществ, таких как CaCO3, высвобождаются, образуя белый порошкообразный налет. Этот налет придает трубам белесый оттенок. Белый порошок смывается дождем или водными потоками, что обнажает более глубокие слои материала и ускоряет его разрушение, уменьшая прочность изделия.

Хотя небольшое количество chalking может быть допустимо и даже желательно в белых изделиях из ПВХ, оно негативно влияет на глянец. Chalking полностью неприемлем для темных материалов.
 

Устойчивы ли трубы и профили из ПВХ к УФ-излучению?

Устойчивость труб и профилей из ПВХ к УФ-излучению зависит от уровня УФ-стабилизации и качества используемых материалов. Нестабилизированные к УФ-компоненты имеют тенденцию к быстрому разложению, что приводит к потере механических свойств и появлению видимых эффектов, таких как побеление, потемнение, потеря прозрачности, трещины и усадка.

• Видимый спектр

Помимо повреждений, вызванных УФ-излучением в диапазоне 290–400 нм, видимый свет в диапазоне 400–500 нм также оказывает значительное влияние. Видимый свет с этой длиной волны обладает достаточной энергией для повреждения более слабых структур, таких как:

• Двойные связи
• Конъюгированные двойные связи
• Разветвленные структуры

При длительном воздействии внешней среды белые соединения имеют тенденцию желтеть, а затем отбеливаться, в то время как цветные соединения тускнеют.

Последствия воздействия солнечного света на трубы из ПВХ

Воздействие солнечного света имеет несколько последствий для труб из ПВХ:

• Первоначальное и долговременное изменение цвета

Первые изменения цвета наблюдаются примерно через 200 часов воздействия. При дальнейшем воздействии происходит механическая эрозия более фотоокисленных слоев, что приводит к обновлению поверхности. Если эрозия достаточно эффективна, профиль может вообще не подвергаться стадии изменения цвета. Механические свойства соединений, стабилизированных свинцом, лучше, чем у соединений на основе оловянных меркаптидов.

• Изменение непрозрачности

TiO2 в матрице ПВХ имеет показатель преломления 1,83, в то время как TiO2, находящийся в воздухе, имеет показатель преломления 2,71. По мере окисления поверхности ПВХ большая часть TiO2 оказывается в контакте с воздухом, увеличивая его непрозрачность и яркость на подвергшихся воздействию участках.

• Структура, гибкость и прочность

УФ-деградация вызывает дегидрохлорирование и снижение молекулярного веса ПВХ, сопровождающиеся пожелтением и потемнением. Это ведет к постепенному снижению прочности на разрыв, модуля упругости, ударопрочности и гибкости, что в конечном итоге приводит к потере механических свойств. Основной эффект вызван фотоокислением, которое вызывает большее расщепление цепей по сравнению с их сшиванием.

• Аномальное пожелтение TiO2 при chalking

Все продукты из ПВХ, стабилизированные TiO2, имеют тенденцию желтеть при увеличении концентрации TiO2. При более высокой начальной желтизне из-за большего содержания TiO2 неудивительно, что chalking усиливает эффект восприятия белого цвета.

TiO2 демонстрирует максимальную сохранность глянца при концентрации около 10 частей на сто (phr). Если сохранение глянца менее критично, то выбор марки TiO2 становится менее важным.

Предотвращение изменения цвета под воздействием УФ-лучей

Для предотвращения изменения цвета под воздействием УФ-излучения можно использовать УФ-стабилизаторы и материалы, такие как прокладки, которые уменьшают прямое воздействие солнечного света на поверхности из ПВХ. Кроме того, правильный выбор материалов может значительно снизить воздействие деградации.

• Прокладки

Прокладки, используемые в системах из ПВХ, могут быть разработаны для обеспечения дополнительной защиты от УФ-излучения, предотвращая таким образом деградацию поверхности ПВХ и увеличивая долговечность системы.

С участием: Яшодана Канаде