플라스틱 및 UV 저항성 첨가제의 UV 분해

햇빛이 플라스틱을 분해할 수 있음

많은 플라스틱은 차광제, 안정제 또는 UV 흡수제를 추가하지 않으면 햇빛에서 분해됩니다. 재료가 변색되거나 갈라지거나 완전히 분해될 수 있습니다. 햇빛 아래에서 폴리머의 UV 분해는 일반적으로 재료 표면의 깊이가 0.05에 불과하지만 일부 플라스틱의 매우 부서지기 쉬운 특성은 완전한 구성 요소 고장으로 이어질 수 있습니다.

UV 저하의 징후

*취성 외층(인장신율 손실)
*분자량 감소
*기계적 특성 손실
*화학적 특성 변화
*변색, 황변
* 색 바램
*투명도 상실
*균열 형성
*백악한 외관

UV 손상이 있는 접이식 의자

자외선의 세 가지 유형

전자기 스펙트럼은 7개의 섹션으로 구성됩니다. 에너지가 높은 부분부터 에너지가 낮은 부분의 순으로 감마선, X선, 자외선, 가시광선, 적외선, 전파라고 합니다.

자외선은 UVA, UVB 및 UBC의 세 가지 유형으로 구성됩니다. UVA는 피부를 황갈색으로 만들고 UVB는 화상을 유발합니다. UVC는 미생물을 죽이는 살균제입니다. 지구의 오존층은 UVC 광선을 효과적으로 차단합니다. 폴리머의 UV 분해에 가장 큰 영향을 미치는 것은 UVB입니다.

자외선이 플라스틱을 분해하는 방법

플라스틱은 폴리머 사슬로 구성되어 있습니다. 따라서 UV 에너지가 많은 플라스틱에 흡수되면 재료의 광자를 여기시켜 자유 라디칼을 생성합니다. 산소가 존재하는 경우 자유 라디칼은 중합체 사슬을 끊는 산소 히드로퍼옥사이드를 형성합니다(사슬 절단). 이 과정을 광산화라고 합니다. 또한 습도, 불순물, 화학 물질, 기계적 부하, 공기, 온도 또는 환경 오염 물질이 있으면 이 과정이 가속화될 수 있습니다.

자외선에서 분해되는 플라스틱

광산화를 더 잘 견디도록 첨가제가 개발되었습니다. 여기에는 카본 블랙, 루틸 산화티탄, 벤조페논, 히드록시페닐-벤조트리아졸, 장애 아민 안정제(HALS), 옥사닐리드, 히드록시벤조페논, 엔조트리아졸, 히드록시페닐트리아진, 니켈 소광제 등이 포함됩니다. 그리고 각 플라스틱은 폴리머 및 응용 분야에 대한 최상의 UV 저항성을 얻기 위해 이들 중 하나 이상을 사용할 수 있습니다. 따라서 아래에 표시된 UV 방지 첨가제가 자주 사용되지만 모든 응용 분야에 적용되는 유일한 것은 아닙니다.

나일론 6/6

나일론 6/6은 가장 다양한 엔지니어링 열가소성 재료 중 하나입니다. 나일론 6/6은 강도, 연성 및 내열성이 우수하기 때문에 금속 대체 응용 분야에 탁월한 후보입니다. 그러나 나일론에는 UV 저항성 첨가제가 필요합니다. 좋은 선택은 페놀계 항산화제와 포스파이트 및 HALS(힌더드 아민 광 안정제)의 세 부분 조합입니다. 최상의 UV 광 안정화 효과는 HALS 상단에 UV 흡수제를 추가하는 것입니다.

ABS(폴리옥시메틸렌 또는 POM)

ABS는 기어, 체인, 나사, 클립, 연료 펌프, 수하물, 잔디 깎는 기계 덮개 등에 일반적으로 사용되는 엔지니어링 플라스틱입니다. 재료를 야외에서 사용할 경우 UV 안정제 사용은 필수입니다. 또한 비, 형광등(예:욕실) 및 공기에 노출될 때. 자동차 부품은 물론 업무용 기계 부품에도 자외선 차단이 필요합니다. UV 노출은 광택 손실 및 균열 형성으로 이어질 수 있습니다. 자외선 차단을 위해 자외선 흡수제인 벤조트리아졸과 HALS를 함께 사용하는 경우가 많습니다.

고밀도 폴리에틸렌

고밀도 폴리에틸렌은 일반적으로 쓰레기 봉투, 식료품 봉투, 전선 및 케이블용 단열재, 농업용 뿌리 덮개, 병 및 가정용품에 사용됩니다. 또한 과일 주스 용기, 우유 용기, 트레이, 상자 및 식품 포장 제품에도 사용됩니다. 카본 블랙은 종종 HDPE의 UV 저항성을 만드는 데 사용됩니다. 1-3 사이의 비율이 권장됩니다.

폴리카보네이트

폴리카보네이트를 외장용으로 사용하면 황색이 되는 경향이 있습니다. 또한 충격 강도를 포함한 기계적 특성이 느슨해집니다. 따라서 UV 안정제는 필수가 됩니다. hydroxyphenyl-benzotriazole의 UV 흡수제를 사용해야 합니다. 장애 아민 광 안정제(HALS)는 권장되지 않습니다. 염기성 아민 화합물은 물질의 가수분해를 촉진합니다.

폴리프로필렌

자외선(UV) 방사선의 영향은 폴리프로필렌의 특성에 큰 영향을 미칩니다. 강한 직사광선에 6개월 동안 노출되면 UV 억제제 또는 고함량 카본 블랙 안료를 사용하지 않는 한 특성의 강도가 심하게 손실됩니다. 이것들을 추가하더라도 가혹한 햇빛 조건에서 기대 수명은 제한됩니다. HALS 및 카본 블랙은 종종 UV 분해를 완화하기 위해 추가됩니다.

자연적으로 자외선에 강한 플라스틱

그러나 일부 플라스틱은 자연적으로 UV 복사에 의해 열화되지 않습니다. 여기에는 아크릴, Ultem 및 PTFE, FEP, PFA 및 PVDF를 포함한 불소 중합체가 포함됩니다. 따라서 이들은 첨가제를 필요로 하지 않으며 자동차의 부품 생산에 유용하며 장기간 잠재적인 UV 분해에 노출되는 우주선 부품에도 유용합니다.