Recientemente, ha finalizado una prueba comparativa de resistencia de los plásticos a la radiación ultravioleta que dura 122 días.
Dos tipos de plástico similar participaron en la prueba: ABS blanco y ASA blanco.
Si todos conocen el plástico ABS, entonces el plástico ASA apareció a la venta no hace mucho tiempo, y se coloca como protegido de la radiación ultravioleta.
Estábamos interesados en saber cuánto más ASA es resistente a los rayos UV que el ABS.
Introduccion Metas, objetivos y herramientas de prueba:
degradación de polímeros ABS y ASA bajo radiación UV.
Las pruebas se llevaron a cabo con una lámpara bactericida T8 HNS de 30 W por OSRAM (
Ledvance ). Esta lámpara emite luz ultravioleta de la gama "C" más dura.
En la naturaleza, esta radiación es retrasada por la atmósfera.
Esta lámpara ha sido seleccionada para un rendimiento de prueba más rápido.
Muchos polímeros utilizados en bienes de consumo son degradados por la luz ultravioleta. El problema se manifiesta en la desaparición del color, el empañamiento de la superficie, el agrietamiento y, a veces, la destrucción completa del producto en sí. La tasa de destrucción aumenta con el aumento del tiempo de exposición y la intensidad de la luz solar. El efecto descrito se conoce como envejecimiento UV y es una de las variedades de envejecimiento polimérico.
Los polímeros sensibles incluyen termoplásticos como polipropileno, polietileno, metacrilato de polimetilo (vidrio orgánico), así como fibras especiales, como la fibra de aramida. La absorción UV conduce a la destrucción de la cadena del polímero y a la pérdida de resistencia en varios puntos de la estructura.
El espectro electromagnético de la radiación UV se puede dividir en subgrupos de diferentes maneras. El estándar ISO para la determinación de la radiación solar (ISO-DIS-21348) ofrece las siguientes definiciones:
El rango UV cercano a menudo se llama "luz negra", porque no es reconocido por el ojo humano, pero cuando se refleja de algunos materiales, el espectro entra en la región visible debido a la fotoluminiscencia. Pero a brillos relativamente altos, por ejemplo, de diodos, el ojo nota luz violeta si la radiación captura el borde de la luz visible a 400 nm.
Para los rangos lejanos y extremos, el término "vacío" (VUV) se usa a menudo, ya que las ondas en este rango son fuertemente absorbidas por la atmósfera de la Tierra.
Preparación del experimento.
Para la prueba, se imprimieron tubos con un diámetro de 30 y una longitud de 50 mm de ambos plásticos. 7 tubos de cada tipo de plástico. Plástico usado ASA y ABS blanco del mismo fabricante (
BestFilament ). Se imprimieron de una vez con una boquilla de 0,5 mm con un espesor de capa de 0,2 mm. El espesor de la pared del modelo es de 0,5 mm. Todos los tubos fueron numerados del I al VII. Las primeras seis muestras de prueba fueron vestidas con una lámpara, y dejamos muestras con el número VII como referencia para el análisis comparativo. Las muestras se irradiaron continuamente con un rango UV "C" durante un período de tiempo diferente, es decir, tomamos un par de tubos aproximadamente cada 20 días. Todas las muestras tomadas se almacenaron en una bolsa de plástico ZIP en un lugar oscuro hasta el final de la prueba.
Fotos de todas las muestras en el paquete y en la lámpara HNS.
El curso de irradiación de polímeros.
Entonces, comenzamos a probar. La foto muestra que los rayos UV son visibles a través del ABS.
Esto significa que la degradación de este plástico debe ocurrir en todo el volumen.
El ASA, por el contrario, restringió constantemente la radiación dura.
El primer par que retiramos después de 18 días (432 horas) de exposición a los rayos UV. Inmediatamente se hizo evidente que la etiqueta del plástico ABS se quemó, pero en el ASA no hubo cambios en la superficie. La superficie interna de los tubos se volvió amarilla y se volvió opaca. Visualmente, el ABS se volvió más amarillo, incluso afuera. Las muestras huelen a polen y azúcar quemado.
Quitamos el segundo par después de 36 días (864 horas) de exposición a los rayos UV. En comparación con el primer par, no se notaron cambios significativos.
El tercer par se retiró después de 57 días (1368 horas) de exposición a los rayos UV. El ABS se ha vuelto un poco más transparente. ASA sin cambios desde el primer retiro.
El cuarto par se retiró después de 75 días (1800 horas) de exposición a los rayos UV. El ABS se ha vuelto aún más amarillo. Se siente como si se estuviera desvaneciendo. Además, comenzaron a ocurrir cambios con el papel, que cubría los bordes de la lámpara. El papel comenzó a crujir.
El quinto par se retiró después de 97 días (2328 horas) de exposición a los rayos UV. Fuertes diferencias con respecto a la muestra anterior no son visibles.
Decidieron mantener el sexto par más tiempo. Como resultado, ella colgó 122 días (casi 3,000 horas) bajo UV duro continuo ... Para comparar, se tomaron varias fotos, colgando un estándar con muestras VI. El brillo de los estándares es más transparente.
Es una pena que la cámara no transmita estas sombras. Durante este tiempo, aparecieron agujeros ultravioletas en los envases de papel.
Prueba de muestras preparadas.
Es hora de hacer pruebas mecánicas.
Sí, todos estaban aplastando y destrozando equipos especiales. Se utilizaron dos soportes para esto.
El primer banco dinamómetro SHIMPO FGV-10XY determina la fuerza de presión máxima que actúa sobre el sujeto. El segundo banco Regmed PU-2 determinó la fuerza de tracción máxima, la cantidad de deformación antes de la rotura.
Primero, aplastamos los tubos, colocándolos en un alojamiento de forma similar. Después de eso, se hicieron tiras de 5 mm de ancho de las muestras, y se rasgaron en el segundo soporte. Todos los resultados se capturan en video y se tabulan.
Video de prueba: Parte 1
En base a los datos obtenidos, se construyeron diagramas.
Resultados de las pruebas comparativas de polímeros ABS y ASA.
Las pruebas mostraron que el plástico ASA tolera bastante bastante la exposición prolongada a la radiación ultravioleta dura sin una pérdida grave de las propiedades físicas. Durante 122 días de irradiación continua, se produjo una ligera disminución en la elasticidad de la muestra con un aumento en la resistencia a la tracción.
En cuanto al plástico ABS, redujo drásticamente la elasticidad casi al comienzo de la prueba. Bajo la influencia de la radiación ultravioleta dura, la estructura del material se degradó y el plástico se volvió quebradizo. Para analizar la muestra, la flacidez de 122 días en UV falló. Se rompió al intentar sujetar el anillo en la instalación.
Resultados y conclusiones de las pruebas.
El uso de una versión dura de la radiación de banda C permitió acelerar el proceso y obtener resultados más rápidamente.
Vale la pena suponer que, bajo la influencia de la luz solar, los procesos proceden de manera similar, solo la degradación plástica requiere más tiempo, ya que el rango UV "C" es absorbido por la atmósfera, y en la vida cotidiana se encuentra solo en plantas de desinfección de agua o en instituciones médicas en dispositivos para el tratamiento antibacteriano del aire. .
Obviamente, estos dos plásticos se pueden usar en la impresión diaria. Pero si está considerando imprimir piezas para usar bajo la influencia de la luz solar (letreros, piezas de máquinas), es mejor usar ASA.
Especialmente si planea lanzar su satélite, o darle a un amigo un médico una sombra para una lámpara de cuarzo en su oficina.
Pruebas realizadas:
Silin Roman , Smolensk