Οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν την απόδοση των πλαστικών εξαρτημάτων κατά τη χρήση περιλαμβάνουν τη θερμοκρασία, τα χημικά, την ακτινοβολία και το χρόνο, τα οποία αναφέρουμε ως τους τέσσερις κύριους δολοφόνους της απόδοσης των πλαστικών εξαρτημάτων.

Φονιάς 1: Η θερμοκρασία

Όλα τα θερμοπλαστικά υλικά, συμπεριλαμβανομένων των PC, ABS, PBT και nylon, μαλακώνουν και λιώνουν σε μια ορισμένη θερμοκρασία.ακόμη και σε χαμηλότερες θερμοκρασίες, η μακροχρόνια έκθεση των θερμοπλαστικών υλικών σε θερμαινόμενα περιβάλλοντα μπορεί να έχει σημαντικές αρνητικές επιπτώσεις στις επιδόσεις τους.

Ο κύριος λόγος είναι ότι η θερμότητα μπορεί να προκαλέσει το σπάσιμο των μοριακών αλυσίδων του πλαστικού, με αποτέλεσμα τη μείωση του μοριακού βάρους του πλαστικού και τη μείωση της απόδοσης.Η μείωση των επιδόσεων αντανακλάται κυρίως στην ελαστικότητα και την αντοχή, και άλλες επιδόσεις θα επηρεαστούν επίσης.

▲ Τραυματισμός της μοριακής αλυσίδας

Η θερμοκρασία κατά την οποία τα πλαστικά υλικά αρχίζουν να αποσυντίθενται εξαρτάται αποκλειστικά από την χημική ομάδα του πολυμερούς και τους χημικούς μηχανισμούς που εμπλέκονται (οξείδωση, αποπολυμερισμό κλπ.).η αποδόμηση αυτή μπορεί να μειωθεί με την προσθήκη σταθεροποιητών θερμότηταςΩστόσο, η υποβάθμιση εξακολουθεί να συμβαίνει· συμβαίνει μόνο με μικρότερο ρυθμό σε υψηλότερες θερμοκρασίες.

Αν η θερμοκρασία του περιβάλλοντος είναι πολύ υψηλή, μπορεί να προκαλέσει παραμόρφωση, τήξη και ακόμη και πυρκαγιά στα πλαστικά μέρη.

Φονιάς 2: Χημικά

Όπως και πολλά άλλα υλικά, το θερμοπλαστικό είναι επίσης πολύ ευαίσθητο σε χημικές επιθέσεις.διαλύτες (όπως βαφές και αραιωτικά βαφών), ακετόνη και τολουόλιο), βενζίνη και καύσιμα, ή απορρυπαντικά και καθαριστικά.

Ωστόσο, υπάρχουν επίσης χημικές ουσίες σε όλα τα είδη πραγμάτων που συναντάμε στην καθημερινή μας ζωή, από την αντηλιακή κρέμα μέχρι την ενυδατική κρέμα, το κραγιόν και ακόμη και το νερό.

Συχνά θεωρούμε το νερό αδρανή ουσία, αλλά για ορισμένες ουσίες όπως ο χάλυβας, η επαφή με το νερό μπορεί να προκαλέσει αμέσως μια χημική αντίδραση.

Ευτυχώς, τα περισσότερα θερμοπλαστικά υλικά δεν αντιδρούν χημικά με το νερό.

Αλλά υπάρχουν και κάποια θερμοπλαστικά υλικά, όπως το νάιλον, που μπορούν να απορροφήσουν νερό.προκαλώντας την επέκταση του υλικού και ενεργώντας επίσης ως πλαστικοποιητής, καθιστώντας το υλικό σκληρότερο, πιο ευέλικτο και πιο εύκαμπτο, μειώνοντας παράλληλα τη μηχανική του αντοχή.

▲ Ταχύτητα διατήρησης του μοδίου κάμψης του νάιλον διαφορετικών βαθμίδων μετά την απορρόφηση νερού

Ορισμένα πλαστικά, όπως το PBT, είναι επιρρεπή στην υδρόλυση σε υψηλές θερμοκρασίες.που μπορεί να σπάσει όταν τοποθετείται σε νερό σε θερμοκρασίες υψηλότερες από την θερμοκρασία γυάλινης μετάβασηςΤο όξινο περιβάλλον που σχηματίζεται από την υδρόλυση επιταχύνει την αντίδραση υδρόλυσης, με αποτέλεσμα την απότομη μείωση της απόδοσης.

Κάποτε χρησιμοποίησα ένα πλαστικό PBT και μετά από 1000 κύκλους διπλών δοκιμών, το εσωτερικό του πλαστικού είχε σχεδόν μετατραπεί σε αλεύρι.

Φυσικά, μεθόδοι όπως η προσθήκη σταθεροποιητών υδρόλυσης στο PBT μπορούν να αποφύγουν αυτό το πρόβλημα.

Το αν τα θερμοπλαστικά υλικά θα υποστούν χημικές επιθέσεις ή σε ποιο βαθμό θα επηρεαστούν εξαρτάται από τρεις βασικούς παράγοντες.

Ο πρώτος και σημαντικότερος παράγοντας είναι αν το πλαστικό αντιδρά με αυτή τη χημική ουσία.Μπορεί επίσης να παραμείνει ανεπηρέαστη σε χαμηλές θερμοκρασίες., αλλά μπορεί να επηρεαστεί από την έκθεση σε υψηλές θερμοκρασίες.

Ο δεύτερος παράγοντας είναι η σχετική συγκέντρωση των χημικών ουσιών, η μακροχρόνια έκθεση είναι σταθερή ή διαλείπουσα και η διάρκεια της έκθεσης.

Ο τρίτος παράγοντας είναι ο χημικός μηχανισμός. Ενεργεί αυτή η χημική ουσία ως πλαστικοποιητής; Αν ναι, είναι αναστρέψιμη ή μόνιμη;αποδόμηση πλαστικών, ή απλά αποχρωματισμό της επιφάνειας;

Πύλη CPVC που έσπασε λόγω επαφής με ασυμβίβαστο σφραγιστικό

Δολοφόνος 3: Ακτινοβολία

Ένας άλλος τελικός όρος χρήσης που επηρεάζει τα θερμοπλαστικά υλικά είναι η ακτινοβολία.που είναι μια ουσία που απελευθερώνει σωματίδια και ενέργεια κατά τη διάρκεια της πυρηνικής διάσπασηςΑλλά η ακτινοβολία είναι ένας ευρύτερος όρος που περιγράφει τη διαδικασία των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων που εξαπλώνονται στο διάστημα.

Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα είναι μια μορφή ενέργειας που αποτελείται από ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία.,Αυτό το εύρος μήκους κύματος αναφέρεται συνήθως ως ηλεκτρομαγνητικό φάσμα, ξεκινώντας από τις ακτίνες γάμμα (λιγότερο από 10pm), συμπεριλαμβανομένων των ακτίνων Χ, υπεριώδεις ακτίνες, ορατό φως,υπέρυθρες ακτίνες, μικροκύματα, και ραδιοκύματα.

Η ενέργεια που μεταφέρονται από αυτά τα κύματα μειώνεται καθώς το μήκος κύματος αυξάνεται.Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα αναφέρονται συλλογικά ως "φωτεινά" κύματα, αν και ο όρος "φως" χρησιμοποιείται συνήθως για να περιγράψει το ορατό φως, το οποίο αποτελείται από ηλεκτρομαγνητικά κύματα με μήκη κύματος περίπου μεταξύ 390 και 750 νανομέτρων.

Όταν επιλέγουμε θερμοπλαστικά υλικά, μερικές φορές νοιαζόμαστε αν αυτά και τα πρόσθετά τους θα εμποδίσουν τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα μιας δεδομένης συχνότητας ή θα τα μεταδώσουν χωρίς απώλεια.σε οπτικές εφαρμογέςΣυνήθως θέλουμε όλο το φως του ορατού φάσματος να μεταδίδεται χωρίς να λαμβάνεται υπόψη άλλο μήκος κύματος.Ίσως θέλουμε να αποκλείσουμε μια ορισμένη ποσότητα ορατού φωτός ή μήκη κύματος μέσα στην υπεριώδη περιοχήΕναλλακτικά, σε εφαρμογές ηλεκτρονικής προστασίας, μπορεί να επιθυμούμε να αποτρέψουμε τη μετάδοση ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων εντός μιας συγκεκριμένης ζώνης συχνοτήτων του φάσματος ραδιοσυχνοτήτων (RF).

Ωστόσο, πρέπει επίσης να εξετάσουμε την επίδραση των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων στο ίδιο το πλαστικό πολυμερές.ειδικά στο χαμηλό άκρο του φάσματος (μέσω ακτίνων γάμμα υπεριώδους ακτινοβολίας)Αν το πολυμερές είναι διαφανές σε αυτά τα κύματα, η ενέργεια θα περάσει, αν όμως το πολυμερές εμποδίσει αυτή τη μετάδοση, η ενέργεια θα απορροφηθεί ή θα μετατραπεί σε θερμότητα.που οδηγεί σε ρήξη της μοριακής αλυσίδας των πολυμερών.

Αλλαγές της πλαστικής πολυμερούς ταινίας PS πριν και μετά την υπεριώδη ακτινοβολία

Ένας από τους λόγους για τους οποίους το ηλιακό φως προκαλεί τέτοια ζημιά σε υλικά (όχι μόνο σε θερμοπλαστικά υλικά) είναι ότι περιέχει ηλεκτρομαγνητικά κύματα όχι μόνο στο ορατό φάσμα,αλλά και στα υπέρυθρα και τα υπεριώδη φάσματαΗ μακροχρόνια και συνεχής άμεση ηλιακή ακτινοβολία σημαίνει ότι τα υλικά απορροφούν μεγάλη ποσότητα ενέργειας, η οποία συνήθως έχει επιβλαβείς επιπτώσεις.

Οι οικιακές συσκευές γίνονται κίτρινες σε μακροχρόνια έκθεση σε λαμπτήρες φθορισμού

Το ταμπλό του αυτοκινήτου έσπασε υπό μακροχρόνια έκθεση στον ήλιο.

Δολοφόνος 4: Χρόνος

Όπως λέει η παροιμία: ο χρόνος είναι ένα μαχαίρι που σκοτώνει γουρούνια, το μαχαίρι είναι θανατηφόρο!

Το ίδιο ισχύει και για τα πλαστικά εξαρτήματα!

Με την πάροδο του χρόνου, ειδικά όταν συνδυάζεται με έναν ή περισσότερους παράγοντες, οδηγεί σχεδόν πάντα σε απώλεια των ιδιοτήτων των πλαστικών υλικών.Τα περισσότερα δεδομένα δοκιμών που χρησιμοποιούνται για την αξιολόγηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων δημιουργούνται με τη χρήση του χρόνου ως μεταβλητής..

Για παράδειγμα, δοκιμές γήρανσης σε υψηλές θερμοκρασίες χρησιμοποιούνται για την αξιολόγηση των συνεπειών της μακροχρόνιας έκθεσης σε υψηλές θερμοκρασίες,και τακτικές μετρήσεις ορισμένων μηχανικών ιδιοτήτων (όπως η αντοχή στη τράβηξη) μπορούν να αντικατοπτρίζουν αλλαγές στην απόδοση με την πάροδο του χρόνου.

Με παρόμοιο τρόπο, οι δοκιμές αντοχής στις καιρικές συνθήκες χρησιμοποιούνται συνήθως για την αξιολόγηση των μακροπρόθεσμων επιπτώσεων της έκθεσης σε εξωτερικά περιβάλλοντα.χημικά, και ακτινοβολία (κυρίως υπεριώδη) επιδράσεις που μετρούνται για αρκετές ημέρες, εβδομάδες, μήνες ή χρόνια.

Και οι δοκιμές αυτές μπορεί να περιλαμβάνουν διαφορετικούς παράγοντες ανάλογα με την περιοχή εφαρμογής των πλαστικών εξαρτημάτων: για παράδειγμα,Οι δοκιμές αέρος σε ορισμένες περιοχές πρέπει να στοχεύουν σε υψηλή θερμότητα και υψηλή υπεριώδη ακτινοβολία σε ξηρά περιβάλλοντα., ενώ οι δοκιμές ατμοσφαιρικής ρύπανσης σε ορισμένες τοποθεσίες στοχεύουν σε υψηλή υγρασία και υψηλή υπεριώδη ακτινοβολία σε υποτροπικά περιβάλλοντα, μερικές φορές με την προσθήκη επιδράσεων ψεκασμού αλατιού.Αν και αυτές οι δοκιμές συνήθως διεξάγονται με έναν ορισμένο συντελεστή επιτάχυνσης, σκοπός τους είναι η πρόβλεψη της μακροπρόθεσμης απόδοσης των πλαστικών εξαρτημάτων μετά από μήνες και χρόνια έκθεσης.

Για την αξιολόγηση των επιπτώσεων της έκθεσης σε μία από τις παραπάνω συνθήκες, είναι απαραίτητο να μετρηθούν και να συγκριθούν τα δεδομένα απόδοσης των πλαστικών εξαρτημάτων πριν και μετά την έκθεση.Επειδή οποιαδήποτε αλλαγή στα δεδομένα απόδοσης θα είναι προφανής, είναι εύκολο να προβλεφθεί η επίδραση στην απόδοση.