Tout récemment, un test comparatif de résistance des plastiques aux rayons ultraviolets d'une durée de 122 jours a pris fin.
Deux types de plastiques similaires ont participé au test: l'ABS blanc et l'ASA blanc.
Si le plastique ABS est connu de tous, le plastique ASA est apparu il y a peu de temps et est positionné comme protégé contre les rayons ultraviolets.
Nous voulions savoir à quel point l'ASA est plus résistante aux UV que l'ABS.
Présentation Buts, objectifs et outils de test:
dégradation des polymères ABS et ASA sous rayonnement UV.
Le test a été réalisé par une lampe bactéricide T8 HNS d'une puissance de 30 W d'OSRAM (
Ledvance ). Cette lampe émet une lumière ultraviolette de la gamme «C» la plus dure.
Dans la nature, ce rayonnement est retardé par l'atmosphère.
Cette lampe a été sélectionnée pour des performances de test plus rapides.
De nombreux polymères utilisés dans les biens de consommation sont dégradés par la lumière UV. Le problème se manifeste par la disparition de la couleur, le ternissement de la surface, la fissuration et parfois la destruction complète du produit lui-même. Le taux de destruction augmente avec l'augmentation du temps d'exposition et de l'intensité de la lumière solaire. L'effet décrit est connu sous le nom de vieillissement aux UV et est l'une des variétés de vieillissement des polymères.
Les polymères sensibles comprennent les thermoplastiques tels que le polypropylène, le polyéthylène, le polyméthacrylate de méthyle (verre organique), ainsi que les fibres spéciales, telles que la fibre d'aramide. L'absorption des UV conduit à la destruction de la chaîne polymère et à une perte de résistance en plusieurs points de la structure.
Le spectre électromagnétique du rayonnement UV peut être divisé en sous-groupes de différentes manières. La norme ISO pour la détermination du rayonnement solaire (ISO-DIS-21348) donne les définitions suivantes:
La plage proche des UV est souvent appelée «lumière noire», car elle n'est pas reconnue par l'œil humain, mais lorsqu'elle est réfléchie par certains matériaux, le spectre pénètre dans la région visible en raison de la photoluminescence. Mais à des luminosités relativement élevées, par exemple à partir de diodes, l'œil remarque la lumière violette si le rayonnement capture la frontière de la lumière visible à 400 nm.
Pour les plages lointaines et extrêmes, le terme «vide» (VUV) est souvent utilisé, car les ondes de cette plage sont fortement absorbées par l'atmosphère terrestre.
Préparation de l'expérience.
Pour le test, des tubes d'un diamètre de 30 et d'une longueur de 50 mm ont été imprimés à partir des deux plastiques. 7 tubes de chaque type de plastique. Plastique ASA et ABS blanc usagé du même fabricant (
BestFilament ). Ils ont été imprimés en une fois avec une buse de 0,5 mm avec une épaisseur de couche de 0,2 mm. L'épaisseur de paroi du modèle est de 0,5 mm. Tous les tubes étaient numérotés de I à VII. Les six premiers échantillons de test ont été habillés sur une lampe, et nous avons laissé des échantillons avec le numéro VII comme référence pour une analyse comparative. Les échantillons ont été irradiés en continu avec la gamme UV «C» pendant une durée différente, c'est-à-dire que nous avons prélevé une paire de tubes environ tous les 20 jours. Tous les échantillons prélevés ont été stockés dans un sac ZIP en plastique dans un endroit sombre jusqu'à la fin du test.
Photos de tous les échantillons dans l'emballage et sur la lampe HNS.
Le cours de l'irradiation des polymères.
Nous avons donc commencé les tests. La photo montre que les UV sont visibles à travers l'ABS.
Cela signifie que la dégradation de ce plastique doit se produire dans tout le volume.
L'ASA, en revanche, limitait constamment le rayonnement dur.
La première paire que nous avons retirée après 18 jours (432 heures) d'exposition aux UV. Il est immédiatement devenu évident que l'étiquette sur le plastique ABS avait brûlé, mais sur l'ASA, il n'y avait aucun changement sur la surface. La surface intérieure des tubes est devenue jaune et est devenue terne. Visuellement, l'ABS est devenu plus jaune, même à l'extérieur. Les échantillons sentent le pollen et le sucre brûlé.
Nous avons retiré la deuxième paire après 36 jours (864 heures) d'exposition aux UV. Par rapport à la première paire, aucun changement significatif n'a été observé.
La troisième paire a été retirée après 57 jours (1368 heures) d'exposition aux UV. L'ABS est devenu un peu plus transparent. ASA inchangé depuis le premier retrait.
La quatrième paire a été retirée après 75 jours (1800 heures) d'exposition aux UV. L'ABS est devenu encore plus jaune. On dirait qu'il s'estompe. De plus, des changements ont commencé à se produire avec du papier, qui recouvrait les bords de la lampe. Le papier a commencé à craquer.
La cinquième paire a été retirée après 97 jours (2328 heures) d'exposition aux UV. De fortes différences par rapport à l'échantillon précédent ne sont pas visibles.
Ils ont décidé de conserver la sixième paire plus longtemps. En conséquence, elle a suspendu 122 jours (près de 3 000 heures) sous UV dur continu ... À titre de comparaison, plusieurs photos ont été prises, suspendues à un étalon avec des échantillons VI. La lueur des normes est plus transparente.
Il est dommage que la caméra ne transmette pas ces nuances. Pendant ce temps, des trous ultraviolets sont apparus dans les emballages en papier.
Test des échantillons préparés.
Il est temps de faire des tests mécaniques.
Oui, tout le monde écrasait et déchirait des équipements spéciaux. Deux stands ont été utilisés pour cela.
Le premier dynamomètre sur pied SHIMPO FGV-10XY détermine la force de pression maximale agissant sur le sujet. Le deuxième banc Regmed PU-2 a déterminé la force de traction maximale, la quantité de déformation avant rupture.
Tout d'abord, nous avons écrasé les tubes, les déposant dans un logement de forme similaire. Après cela, des bandes de 5 mm de large ont été fabriquées à partir des échantillons et ont été déchirées sur le deuxième support. Tous les résultats sont capturés sur vidéo et sont tabulés.
Vidéo de test: partie 1
Sur la base des données obtenues, des diagrammes ont été construits.
Résultats des tests comparatifs des polymères ABS et ASA.
Les tests ont montré que le plastique ASA tolère assez bien une exposition prolongée aux rayons UV durs sans perte sérieuse des propriétés physiques. Sur 122 jours d'irradiation continue, une légère diminution de l'élasticité de l'échantillon s'est produite avec une augmentation de la résistance à la traction.
Quant au plastique ABS, il a fortement réduit son élasticité presque au début du test. Sous l'influence d'un rayonnement UV dur, la structure du matériau s'est dégradée et le plastique est devenu fragile. Pour tester l'échantillon, l'affaissement de 122 jours dans les UV a échoué. Il s'est cassé en essayant de serrer l'anneau dans l'installation.
Résultats et conclusions des tests.
L'utilisation exacte de la version dure du rayonnement en bande C nous a permis d'accélérer le processus et d'obtenir les résultats plus rapidement.
Il vaut la peine de supposer que sous l'influence de la lumière du soleil, les processus se déroulent de la même manière, seule la dégradation du plastique nécessite plus de temps, car la gamme UV «C» est absorbée par l'atmosphère, et dans la vie quotidienne, elle ne se trouve que dans les usines de désinfection de l'eau ou dans les institutions médicales dans les dispositifs de traitement antibactérien de l'air .
De toute évidence, ces deux plastiques peuvent être utilisés dans l'impression quotidienne. Mais si vous envisagez d'imprimer des pièces à utiliser sous l'influence de la lumière du soleil (panneaux, pièces de machines), il est préférable d'utiliser de l'ASA.
Surtout si vous prévoyez de lancer votre satellite ou de donner à un ami un médecin un abat-jour pour une lampe à quartz dans votre bureau.
Tests effectués:
Silin Roman , Smolensk