Produkty z gumy silikonowej odpornej na promieniowanie UV

W tym artykule skupiamy się na odporności produktów z gumy silikonowej na działanie światła UV.

Co to jest promieniowanie UV?

Promienie ultrafioletowe (UV) pochodzą najczęściej ze słońca, ale mogą być również wytwarzane przez niektóre lampy i lasery.

Ciągła ekspozycja na promieniowanie UV może niekorzystnie wpływać na materiały gumowe, ponieważ wpływa to na strukturę molekularną materiału, powodując jego rozkład lub degradację. W polimerach naturalnych i syntetycznych, takich jak niektóre gumy, mogą zachodzić zarówno zmiany fizyczne, jak i chemiczne, powodując ich pękanie, utratę elastyczności, osłabienie, blaknięcie, a ostatecznie nawet rozpad.

Stopień możliwej degradacji w wyniku ekspozycji na promieniowanie UV zależy od tego, czy część będzie częściowo czy stale wystawiona na działanie słońca. Materiały odporne na promieniowanie UV zwykle nie są potrzebne do zastosowań wewnętrznych.

Chociaż długość fali promieni UV wynosi 100–400 nm, większość promieniowania docierającego do Ziemi stanowią promienie UVA o długości fali 315–400 nm. Promieniowanie UV szkodzi zdrowiu ludzkiemu, powodując nowotwory skóry, oparzenia słoneczne i uszkodzenia układu odpornościowego. Niestety, ponieważ ekspozycja na promieniowanie UV jest szkodliwa dla ludzi, jest również szkodliwa dla elastomerów.

Jak słońce wpływa na gumę silikonową?

Słońce emituje promieniowanie UV, które wpływa na właściwości gumy silikonowej. Promienie UV atakują gumę molekularnie, osłabiając i przerywając łańcuchy monomerów. Dlatego promieniowanie utrudnia proces polimeryzacji.

Wpływ słońca na gumę silikonową obejmuje utratę elastyczności i sprężystości, powstawanie pęknięć, rozpad i utratę mchu. Inne produkty słońca na gumie silikonowej obejmują blaknięcie i pogorszenie koloru.  

W jaki sposób światło UV wpływa na zmiany fizyczne i chemiczne w gumie?

W zależności od struktury molekularnej, w wyniku degradacji gumy może ona stać się twarda lub miękka. Światło UV zmienia właściwości chemiczne kauczuku silikonowego w procesie utwardzania lub rozcinania łańcucha.

Utwardzanie łańcucha następuje, gdy wolne rodniki wytwarzane przez światło UV i tlen łączą się, tworząc nowe wiązania poprzeczne. Te wiązania poprzeczne zmniejszają następnie elastyczność kauczuku silikonowego i powodują twardnienie. Proces utwardzania łańcucha jest charakterystyczny dla kauczuku nitrylowego i styren-butadien-styren. Tego typu kauczuk silikonowy powstał w wyniku procesu sieciowania, w którym łańcuchy polimeru tworzą pojedynczą cząsteczkę.

Z drugiej strony proces rozerwania łańcucha zachodzi w związkach kauczuku silikonowego powstałych w wyniku polimeryzacji. Proces ten stopniowo degraduje i zmiękcza materiał z gumy silikonowej. Polimeryzacja polega na wiązaniu wielu monomerów w celu wytworzenia polimeru.

Co to jest guma odporna na promieniowanie UV?

Kauczuk odporny na promieniowanie UV to materiał z gumy silikonowej odporny na działanie światła ultrafioletowego (UV), w tym światła słonecznego. Jednakże ekspozycja na promieniowanie UV wpływa na strukturę molekularną polimerów, powodując ich rozkład lub degradację. W konsekwencji materiały te blakną, tracą elastyczność i rozpadają się.

Niemniej jednak pod wpływem światła UV guma silikonowa odporna na promieniowanie UV zachowuje swoje właściwości mechaniczne, w tym wytrzymałość, twardość i elastyczność. Należy jednak pamiętać, że nie wszystkie rodzaje kauczuku silikonowego są odporne na promieniowanie UV.

Jakie są zalety gumy odpornej na promieniowanie UV?

Odporność na czynniki atmosferyczne: Guma odporna na promieniowanie UV nadaje się do użytku na zewnątrz, ponieważ jest odporna na działanie promieni UV i ozonu. Dzięki temu na zewnątrz nie tracą kształtu, elastyczności ani właściwości mechanicznych.

Trwałość: Właściwości rezystancyjne gumy odpornej na promieniowanie UV sprawiają, że są one trwałe. Dlatego uszczelki i uszczelki wykonane z gumy odpornej na promieniowanie UV w dłuższej perspektywie oszczędzają koszty, ponieważ wytrzymują długi czas bez zużycia i rozdarcia.

Stabilność termiczna: Guma odporna na promieniowanie UV ma również stabilność w wysokiej temperaturze. Ponieważ istnieją różne rodzaje gumy odpornej na promieniowanie UV, ich stabilność termiczna jest różna. Niemniej jednak wszystkie nadają się do zastosowań wymagających wysokiej temperatury.

Właściwości odbicia: Guma odporna na promieniowanie UV ma również doskonałą wytrzymałość na rozciąganie i odporność na ściskanie. Dlatego mają właściwości odbicia po ekspozycji na zestawy uciskowe.

Kauczuk silikonowy jest szeroko stosowany w materiałach odpornych na promieniowanie UV

Silikon to kolejny kauczuk syntetyczny odporny na promieniowanie UV. Ten typ elastomeru jest wszechstronny i charakteryzuje się takimi właściwościami, jak odporność na ozon i tlen, starzenie się i odporność na wysoką temperaturę. Silikon dobrze sprawdza się w wysokich i niskich temperaturach. Materiał wytrzymuje temperatury od -55 stopni C do 204 stopni C. Inne właściwości silikonu obejmują jego izolację termiczną i elektryczną, wysoką wytrzymałość na rozciąganie i odporność na zestawy ściskające.

Silikon jest szeroko stosowany do produkcji O-ringów, uszczelek, produktów dopuszczonych do kontaktu z żywnością i produktów przeznaczonych do użytku na zewnątrz.

Jeśli potrzebujesz produktów z gumy silikonowej, bardziej odpornych na promieniowanie UV. Możesz dodać trochę materiału odpornego na promieniowanie UV. Ten rodzaj materiału silikonowego będzie droższy niż oryginalny materiał silikonowy. Ale właściwość odporna na promieniowanie UV jest lepsza.

Dlatego przyjrzyjmy się innym czynnikom, które należy wziąć pod uwagę przed wyborem gumy silikonowej odpornej na promieniowanie UV.

Stopień ekspozycji

Ciągłe wystawianie gumy na działanie słońca różni się od sporadycznej ekspozycji. Stopień narażenia ma kluczowe znaczenie przy wyborze najlepszej gumy silikonowej odpornej na promieniowanie UV dla danego zastosowania.

Grubość gumy silikonowej

Nie wszystkie rodzaje gumy silikonowej odpornej na promieniowanie UV są dostępne w tej samej grubości. Jeśli potrzebujesz znacznie grubszej gumy do swojego zastosowania, musisz wybrać taką, która odpowiada Twoim specyfikacjom.

Twardość

Twardość jest również nazywana twardością Shore'a. Kauczuki silikonowe o małych twardościach nie są tak twarde jak te o szerszym zakresie twardości. Jednakże przed wyborem gumy silikonowej odpornej na promieniowanie UV należy wziąć pod uwagę twardość, ponieważ ta właściwość jest niezbędna w zastosowaniach ciśnieniowych i ściskających.

Należy zauważyć, że różne skale mierzą twardość materiałów gumowych. Na przykład skala twardości Shore'a A mierzy twardość kauczuku silikonowego. Pomiary wahają się od miękkich i elastycznych do złożonych bez elastyczności.

Temperatura

Każda guma odporna na promieniowanie UV ma określony zakres temperatur. Wybierając gumę odporną na promieniowanie UV, należy wziąć pod uwagę temperaturę aplikacji i zakres temperatur gumy. Jeśli temperatura aplikacji przekracza wybrany zakres gumy, guma stopi się i spali. Ze wszystkich gum odpornych na promieniowanie UV silikon ma najwyższy zakres temperatur – od 40 do +250 stopni.

Odporność na olej

Chociaż nie wszystkie zastosowania wymagają oleju, nadal należy wziąć pod uwagę odporność na olej gumy silikonowej odpornej na promieniowanie UV. Dzieje się tak dlatego, że olej może poważnie uszkodzić gumę. Jednak olejoodporne kauczuki silikonowe są szczególnie przydatne w przemyśle motoryzacyjnym. Przykłady gumy olejoodpornej obejmują neopren i viton.

Odporność na ścieranie

Czy Twoja aplikacja wymaga działań mechanicznych, w tym skrobania lub pocierania? Jeśli tak, wybór gumy silikonowej odpornej na promieniowanie UV i doskonałej odporności na ścieranie ma kluczowe znaczenie. Należy jednak pamiętać, że nie wszystkie rodzaje gumy mają ten sam poziom odporności na ścieranie.

Odporność na kwasy

Chociaż nie wszystkie zastosowania wymagają kwasów, przed wyborem gumy silikonowej odpornej na promieniowanie UV należy koniecznie wziąć pod uwagę odporność na kwasy. Dzieje się tak, ponieważ kwas atakuje prawie wszystkie rodzaje gumy silikonowej. A jeśli Twoje zastosowanie wymaga roztworów silnie kwaśnych, zawsze weź pod uwagę odporność gumy. Na przykład Viton jest odporny na niektóre żrące chemikalia, ale nie jest odporny na etery etylowe i aceton.

Wniosek

Promienie UV mają niszczycielski wpływ na gumę. Światło powoduje zmiany fizyczne i chemiczne, w tym utratę masy. Jednakże guma odporna na promieniowanie UV może wytrzymać warunki atmosferyczne. Dlatego można je stosować w zastosowaniach zewnętrznych. Silikon, EPDM i Viton to jedne z najlepszych kauczuków odpornych na promieniowanie UV dostępnych na rynku. Przed wyborem materiału gumowego odpowiedniego do Twojego zastosowania należy wziąć pod uwagę twardość, ścieranie, olej i odporność na kwasy.

Inne dokumenty