EN
Яагаад УВ цацраглалт нь поликарбонатыг шарлалтанд оруулах вэ
Фотохимийн задрал: Яаж УВ цацраглалт поликарбонатын холбоог задалдаг вэ
Хэт ягаан туяа поликарбонат материалын дээр, тусгайлан 320 нанометрээс бага долгионы урттай туяа нөлөөлөх үед материал молекул түвшинд задарч эхэлдэг. Дараа нь болох зүйл маш гайхалтай байдаг - ХЯТ нь полимерийн гол цугласан ковалент холбоог задалдаг. Эдгээр задарсан холбоонууд агаартай хурдан урвалд ордог чөлөөт радикалуудыг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь эрдэмтэдийн фото-ислэлт гэж нэрлэдэг үзэгдлийг эхлүүлдэг. Энэ химийн урвал үргэлжлэх тутам нь пластик дахь урт молекул хэлхээг шатааж хайлуулдаг. Хамгаалалтгүй хавтангуудад энэ процесс материалийн суналтын бат бэхийг хүртэл хувиар бууруулж болдог. Ингэхэд өөр нэг илт байдаг. Гадаргуу дээр микроскопын бөөрөлдүүрүүд үүсч, гэрлийг бүх чиглэлд тархаж эхэлдэг. Ихэнх хүмүүс энэ үзэгдлийг пластик дээрх манантай харагдах төрхөөр анх харж ойлгодог. Өкмөр жил гаргасан Пластикийн хүрээлэнгийн судалгаагаар энэ мананцар нь материалийн задралын анхны шат болдог.
Шар өнгө үүсэхэд исэлдэлт, хромофорт бүтэц үүсэх үүрэг
Материалууд исэлдэхэд задарсан полимерийн гинжнүүд нь хосолсон хос чанга байрлалын систем гэгдэх зүйл болон дахин байрлалд ордог. Эдгээр гинжний хэсгүүд ойролцоогоор 7 эсвэл 8 холбоотой болох үед сонирхолтой зүйл болдог - тэд хромофор болдог. Эдгээр онцгой молекул бүтэц нь харагдах гэрлийн долгионы уртыг шингээх чадвартай. Бүх төрлөөс хамаагүй карбонил бүлгүүд (C=O бүтэцтэйгээс) энэ ажлыг хийхэд тусгайлан сайн байдаг. Тэд 450 нанометрийн орчимхон хөх гэрлийг n-с пи одон хүртэлх цахилгаан шилжилтээр шингээснээр зүйлс бодитоос илүү шар байх мэт санагддаг. Ихэнх хүмүүс шарлахыг бохирлогдсоноос эсвэл дулааны хордлогоос гэж боддог ч үнэндээ энэ хромофорын нөлөө л гол хариуцагч юм. Энэ үйл явц хэр хурдан явагдаж байгаагаас илүү аймшигтай зүйл байдаг. Өнгөрсөн жилд Polymer Degradation Studies сэтгүүлд нийтлэгдсэн сүүлийн үеийн судалгаагаар илтгэснээр шууд цацрагийн гэрэлд зөвхөн 18 сар өртөхөд материалууд ердийн шарлах л үлдээгүй, гадаргуу нь трещинтэй болох, уян хатан чанар алдагддаг.
Түлхүүр задралын дараалал :
- Хэт ягаан туяа полимерийн гинжин бүтцийг задална → Чөлөөт радикал үүснэ
- Радикалууд + хүчилтөрөгч → Гидропероксид болон карбонил бүлгүүд үүснэ
- Карбонилын цугласан нь → Хромофорын үүсэлт
- Хромофор нь хөх гэрлийг шингээнэ → Шарлах мэдрэмж
Удаан хугацаанд поликарбонатын ажиллагааг хадгалахын тулд хэт ягаан туяанаас хамгаалах нь заавал шаардлагатай
Хэт ягаан туяаг блоклох бүрхүүл ба стабилизаторууд хэрхэн тунгалаг чанар, бат бөх чанарыг хадгалж байгааг
Тусгай давхаргууд болон стабилизаторууд нь хортой нарны цацрагийг полимерийн бүтэц рүү нэвтрэхээс өмнө шингээж, материалыг задлахаас сэргийлдэг. Үйлдвэрлэгчид эдгээр хамгаалалтын давхаргуудыг зэрэг шахалтын аргаар хэрэглэх үедээ молекул процессын дараа хоргүй дулаан болгон хувиргадаг бодисыг оруулан түрэх. Энэ нь өөр ямар нэгэн бүрэлдэхүүн хэсэг болох HALS (халдваргүйжсэн аминийн гэрлийн стабилизатор) юм. Энэ нь илүү идэвхтэй чөлөөт радикалуудыг барих, хортой гидропероксидыг задлах замаар исэлдэлтийг эсэргүүцдэг. Хамтдаа энэ хослол нь ихэнх бүтээгдэхүүнийг гадаа удаан хугацаанд сайхан харагдах, сайн ажиллахыг хангана. Шинжилгээний дагуу удаан хугацаагаар нарны туяанд өртсөний дараа ч анхны хүч чадлын болон тунгалаг байдлын ойролцоогоор 90% хадгалагддаг. Иймээс тунгалаг харагдац, бат бөх байдал хоёул маань чухал байдаг жишээ нь барилгын цонх, аюулгүй байдлын саад зэрэг зүйлсийн хувьд эдгээр хамгаалалтын боловсролт нь маш чухал шаардлагатай болдог.
Бодит Нөхцөлд Ажилласан Үйлчилгээний Хугацаа: Хатуу Орчинд Байршуулсан Хучилттай ба Хучилтгүй Хавтангуудын Харьцуулалт
Говийн болон элсэрхэг хөндийн хэвтээ газар шиг бодит ертөнцөд поликарбонатын ажиллах чадварыг харвал цацрагийн хамгаалалт яагаад ийм чухал болохыг ойлгоход хялбар болно. Цацрагийн хамгаалалтгүй стандарт поликарбонат нь хүчтэй нарны гэрэлд өртөх үед маш хурдан шарлаж, хоёр жилийн дотор нь оюуны эсэргүүцэл нь ойролцоогоор хагасыг алддаг. Энэ нь гадаа байрлах материал ашигладаг хэн болгоны хувьд ихээхэн асуудал болдог. Харин цацрагийн тогтворжуулагчийн бүрхүүлтэй хавтангууд нь гадаа нэг арван жил байрлахад ч 3%-иас бага хэмжээний цайвар өнгөтэй байдаг бөгөөд бараг бүх анхны хатуугийн хүчийг хадгалж, шинэ үедээ байсан хүчний 85% эсвэл түүнээс дээш хэвээр хадгалдаг. Ийм урт нас боловсрол нь нийтдээ солих зардлыг бууруулж, хүртэлцэхгүй байгаа гэнэтийн гэмтлийг багасгадаг. Цэцэрлэгийн үйлдвэрийн хувьд энэ нь чухал учраас шарласан самнууд нь ургамал өсөхөд шаардлагатай гэрлийг саатуулдаг. Архитекторууд ч мөн ийм чухал учраас бороо, борооны үед хугарч болзошгүй самнууд нь аюулгүй байдлын эрсдэл үүсгэдэг. Бүх талбайн шалгалт нэг энгийн үнэнийг харуулж байна: цацрагийн хамгаалалт гэдэг бол дараа нь нэмж болох зүйл биш юм. Гадаа байрлах бүтээцүүдийг урт хугацаанд ашиглахыг хүсвэл энэ нь анхны өдрөөс эхлэн төлөвлөгөөний хэсэг байх ёстой.
Поликарбонатын хэрэглээнд зориулсан батлагдсан ХДХ-с хамгаалах аргууд
ХДХ-д тэсвэртэй давхаргуудыг нийлүүлж гаргалтах болон тэдгээрийн үйлдвэрлэлийн найдвартай байдал
Хамт ангилалтын үйл явцад үйлдвэрлэгчид поликарбонатын хавтанг үйлдвэрлэхдээ тогтмол цацраг шингээгч давхаргийг шууд байгуулдаг. Энэ давхарга нь суурь материалтай молекулын түвшинд холбогддог. Үйлдвэрлэлээс хойш хэрэгжүүлэх энгийн давхаргаас энэ юугаараа ялгаатай юм бэ? Тийм ч гэсэн цаг хугацааны дараа хэзээ ч салж гарах магадлал бараг байхгүй бөгөөд тасралтгүй засвар үйлчилгээ шаардлагагүй. Онцгой давхарга нь шүүлтүүрийн адил ажилладаг бөгөөд хортой УВА, УВБ цацрагийг блоклоно, харин бидний харж буй ихэнх харагдах гэрлийг нэвтрүүлдэг. Лабораторийн шинжилгээний урьдчилсан нас барах нөхцөлд эдгээр хамт ангилалттай хавтангууд нь ямар ч давхаргагүй ердийн хавтангаас ойролцоогоор гурван дахин илүү их настай байдаг. Талбайн туршлага нь тэдгээрийг жинхэнэ суурилуулалтаар тунамал 15 жилийн турш тод, бат бөхөөр хадгалдаг болохыг харуулж байна. Иймээс ихэнх дулаан дулаан, нарны гэрэлтэй коммерцийн барилга, гадаа байрлах тоног төхөөрөмжийн байгууламжууд энэ технологийг илүү их хэрэглэдэг.
Нэмэлт бодисын сонголт: HALS болон Бензотриазолын ХДТ шингээгч — Аль тохиолдолд юуг ашиглах вэ
Материалын инженерүүд хэрэглээний онцлог, цочролын түвшинд үндэслэн гэрлийн тогтворжуулагчийг сонгодог:
- Хязгаарлагдмал амин бүлэгтэй гэрлийн тогтворжуулагч (HALS) өндөр температур, хэт ягаан туяаны өндөр түвшинтэй орчинд (жишээ нь цөл, элсэрхэг хөвсгөр) илүү үр дүнтэй ажилладаг. Учир нь дулааны энерги нь чөлөөт радикалын үүсэлтийг хурдасгадаг. HALS нь голчлон радикалын шингээгч, пероксид задлагчийн үүрэгтэй ажилладаг бөгөөд цацрагийн шингээгч биш тул гадаа удаан хугацаанд ашиглахад илүү тохиромжтой.
- Бензотриазолын ХДТ шингээгч харин 290–400 нм спектрт ХДТ-г шингээдэг 'нарны шүүгэвч'-ийн молекул шиг үйлчилдэг бөгөөд далд зам, хагас сүүдэртэй фасад зэрэг дотоод ба гадаад орчны холимог орчинд өртөх үед зардал харьцангуй багатай хамгаалалт санал болгодог.
Хоёр нэмэлтийг хамтатгаснаар хос дээд ажиллагаа гардаг. HALS нь хүчтэй нарны гэрэлд бензотриазолын үйлчилгээний насныг 40%-иар сунгадаг (Polymer Aging Research, 2023). Шийдвэрч бодитой, байнгын суурилуулалтад хоёр төрлийн нэмэлттэй хамт шахагдсан поликарбонат нь оптик болон механик үзүүлэлтийн хувьд урт хугацааны итгэл үнэмшлийг хангана.
Түгээмэл асуултууд
Поликарбонат материалд шарлалт яагаад үүсдэг вэ?
Поликарбонат дахь шарлалт нь ихэвчлэн полимерийн гинжин бүтэц исэлдэх үед хромофор үүсэхэд үүднэ. Эдгээр нь харагдах гэрлийн долгионы уртыг шингээж, шар өнгө гаргана.
Хэт ягаан туяа блоклосон давхарга поликарбонатыг хэрхэн хамгаалдаг вэ?
Хэт ягаан туяа блоклосон давхарга нь полимерийн бүтэц рүү нэвтрэхийг саатуулж, хэт ягаан туяаны энергийг аюулгүй дулаан болгон хувиргаж, чөлөөт радикал үүсэхээс сэргийлнэ.
Поликарбонатын хэрэглээнд хэт ягаан туяаны нөлөөллийг бүрэн саатуулах боломжтой юу?
Хэт ягаан туяанд үргэлжлүүлэн өртөхөөс бүрмөсөн сэргийлэх нь хэцүү ч, хамт олон удаа шахагдсан цацрагийн эсэргүүцэлтэй давхарга болон тогтворжуулагчийг ашигласнаар материалын амьдралын хугацааг илүү их сунгаж, тунгалаг чанарыг хадгалж болно.
Яагаад HALS болон Бензотриазолыг хэт ягаан туяанаас хамгаалах зорилгоор хослуулан ашигладаг вэ?
HALS болон Бензотриазолыг хослуулах нь хос дүрмийн хамгаалалтыг үзүүлдэг; HALS нь чөлөөт радикалыг шингээх бол Бензотриазол нь хэт ягаан туяаг шингээж, хугацаа хязгааргүй сайжруулна.