Dies sind die fünf besten UV-beständigen Kunststoffe auf dem heutigen Markt

Genau wie die menschliche Haut sind Kunststoffe anfällig für UV-Schäden. Bei der Konstruktion von Komponenten sollten Sie die Auswirkungen von UV-Korrosion antizipieren und Ihre Materialien darauf vorbereiten, der rauen Sonne standzuhalten. Glücklicherweise gibt es viele Möglichkeiten, die UV-Beständigkeit eines Materials zu erhöhen.

Die UV-Beständigkeit bezieht sich auf die Fähigkeit eines Materials, einen durch die Absorption von UV-Strahlung verursachten Abbau zu vermeiden. Die UV-Strahlen der Sonne brechen chemische Bindungen in Polymeren auf, wodurch Kunststoffe mit der Zeit verschleißen und zerfallen. Dies wird als Photodegradation bezeichnet.

Photoabbau kann zu Verfärbungen führen (insbesondere Vergilbung oder Weißfärbung, bekannt als „Kreidung“), was zu einem Verlust an Schlag- und Zugfestigkeit beiträgt und Kunststoffe spröde und anfällig für Risse oder Brüche macht. UV-Schäden wirken sich auch negativ auf die Dehnung aus, d. h. die Fähigkeit eines Materials, Änderungen zu widerstehen, bevor es zu einer irreversiblen Verformung kommt.

Je nach Anwendung Ihres Produkts und anderen Projektanforderungen muss Ihr Material mehr oder weniger UV-beständig sein. Wie erwartet erfordern Komponenten für den Außeneinsatz und industrielle Anwendungen im Allgemeinen eine höhere UV-Beständigkeit, um eine optimale Qualität und Leistung aufrechtzuerhalten.

Fünf Kunststoffe mit hoher UV-Beständigkeit

Bevor wir uns mit den Kunststoffen befassen, die den Sonnenstrahlen am besten widerstehen können, ist es wichtig zu verstehen, dass fast kein Material vollständig UV-beständig ist. Unterschiedliche Materialien können unterschiedliche Grade an UV-Beständigkeit bieten, aber die meisten Kunststoffe benötigen Stabilisatoren oder Additive, um die UV-Beständigkeit zu verbessern. Wie oben erwähnt, sind Komponenten für Außenanwendungen – wie Gewächshausfolien, Fensterrahmen, Autoteile und Stadionsitze – am anfälligsten für UV-Strahlung und langfristigen Lichtabbau.

Hier ist ohne Umschweife unsere Liste der fünf besten UV-beständigen Kunststoffe:

Acryl

Acryl gehört zu den einzigen Fertigungsmaterialien, die von Natur aus UV-beständig sind. Es handelt sich um einen transparenten Kunststoff, der bei Außenanwendungen über einen Zeitraum von 10 Jahren nur um 3 % abgebaut wird. Acryl bietet auch eine gute Kratzfestigkeit, was es zu einer ausgezeichneten Wahl für den Langzeitgebrauch macht.

Acryl ist eine beliebte Wahl für Schilder und Displays im Außenbereich, Beleuchtungskörper, dekorative Paneele und farbige Linsen. Leider ist Acryl nicht sehr stark – tatsächlich ist Acryl so steif und spröde, dass es selten für tragende Teile oder Teile verwendet wird, die eine langfristige Haltbarkeit erfordern. Aber für einige Komponenten ist die UV-Beständigkeit von Acryl eine lohnende Investition.

Polyethylen hoher Dichte (HDPE)

HDPE ist ein thermoplastischer Kunststoff, der aufgrund seiner haltbaren und dennoch weichen Eigenschaften häufig in Spielplatzgeräten verwendet wird. Es schmilzt und lässt sich leicht formen und bildet im Gegensatz zu anderen Thermoplasten keine scharfen, gefährlichen Kanten, wenn es bricht.

HDPE ist extrem beständig gegen Säuren, Alkohole und Basen und kann sogar Graffiti abweisen. Dies, zusammen mit seinem starken Schutz gegen Lichtabbau, macht HDPE zu einem hervorragenden Kandidaten für Open-Air-Infrastruktur, Container, Plastikspielzeug, Gartenmöbel und Rohre. Obwohl HDPE zäh und schwer abzunutzen ist, ist es nur etwas fester als Acryl und daher nicht gut für Hochdruckanwendungen geeignet.

Polycarbonat

Polycarbonat ist unglaublich schlagfest und viel stärker als HDPE. Außerdem bietet es eine mit Acryl vergleichbare Transparenz. Polycarbonat verträgt auch größere Temperaturschwankungen. Diese Faktoren machen Polycarbonat zu einem idealen Material für den Einsatz in Hochleistungsprodukten wie Helmen, Schutzbrillen und -schildern, Sicherheitsfenstern und Behältern.

Obwohl Polycarbonat stark und langlebig ist, ist es auch teurer als viele Materialien auf dieser Liste. Das heißt nicht, dass es den Preis nie wert ist – bei einigen Komponenten sind die Haltbarkeit, Langlebigkeit und relative UV-Beständigkeit von Polycarbonat den höheren Preis wert.

Polyamid-Imid (PAI)

PAI ist ein Hochleistungsthermoplast, der eine außergewöhnliche UV-Beständigkeit in Kombination mit guter Verformbarkeit bietet. PAI kombiniert die Eigenschaften von Polyamid (Nylon) und Polyimid, was zu einem starken, chemisch beständigen Kunststoff mit einem hohen Schmelzpunkt führt.

PAI hat eine ausgezeichnete Festigkeit und Steifheit, Verschleißfestigkeit und geringe Reibung. Aus diesen Gründen wird PAI häufig für Magnetdrähte, chirurgische Instrumente und andere Teile verwendet, die enge Toleranzen und dauerhafte Dimensionsstabilität erfordern. PAIs sind sicherlich teuer und erfordern oft kostspielige Nachhärtungsprozesse, um ihr volles Potenzial gegen UV-Strahlen, andere Chemikalien und den täglichen Verschleiß auszuschöpfen.

Polyvinylidenfluorid (PVDF)

PVDF ist ein UV-lichtbeständiger Kunststoff, der eine unglaubliche thermische Stabilität, Abriebschutz und Schutz vor Chemikalien und UV-Strahlung bietet. Dank seiner hohen Hitzebeständigkeit ist es leicht zu schweißen.

PVDF gibt es in zwei Formen – Homopolymer-PVDF weist eine höhere Festigkeit, Steifheit und Wärmeformbeständigkeit auf als Copolymer-PVDF, das weniger steif ist, aber eine überlegene Stoß- und Spannungsrissbeständigkeit bietet. Beide Arten von PVDF werden in Auskleidungen von Chemikalientanks, Halbleiterausrüstung und in Komponenten wie Armaturen, Dichtungen, Düsen, Rohrleitungen, Pumpen- und Ventilteilen und mehr verwendet.

Verbesserung der UV-Beständigkeit von Kunststoffen

Während die oben aufgeführten Kunststoffe verschiedene Grade der Beständigkeit gegen UV-Strahlung bieten, können Sie die UV-Beständigkeit dieser Materialien und anderer Kunststoffe erhöhen, indem Sie UV-beständige Additive oder Kappen hinzufügen, um das Basispolymer zu schützen. Kappen oder Schutzsiegel können dazu beitragen, die Auswirkungen des Lichtabbaus zu begrenzen und sogar das Aussehen Ihres Materials zu verbessern, wodurch die Langlebigkeit und Ästhetik des Produkts erhöht wird.

Es gibt drei Hauptarten von UV-beständigen Additiven:Blocker, Absorber und Stabilisatoren. Blocker überziehen Kunststoffe mit einer Schutzschicht und schützen sie so vor UV-Strahlung. Ruß ist ein starker, wirksamer und weit verbreiteter Blocker für Außenanwendungen, der gegen UV-Strahlen mit einer Rate von etwa 2 % blockiert. Titandioxid, ein Pigment, ist auch eine wirksame Sperr- oder Sieblösung.

Absorber sind in der Regel organische Verbindungen, die dafür ausgelegt sind, UV-Licht zu absorbieren und stattdessen eine weniger schädliche Wellenlänge wie Wärme abzugeben. Zwei übliche Absorber sind Benzophenone und Benzotriazole. Benzotriazole haben einen geringen Farbeinfluss auf Materialien und können in niedrigen Dosierungen verwendet werden – oft werden Benzotriazole in Verbindung mit Acryl und Polycarbonat verwendet, um die Transparenz aufrechtzuerhalten. Benzophenone werden oft mit Polyvinylchlorid (PVC) und Polyolefinen kombiniert, da diese beiden Kunststoffe nicht sehr UV-beständig sind.

Im Gegensatz zu Absorbern verhindern Stabilisatoren mit chemischen Verfahren, dass die Bindungen eines Polymers aufbrechen. Diese Chemikalien zerstreuen die UV-Strahlung und führen zu niedrigeren UV-Werten, die die chemischen Bindungen von Polymeren nicht angreifen. Hindered Amine Light Stabilizers (HALS) sind gängige Absorber, die angeregte UV-Reaktionen in stabile chemische Reaktionen umwandeln

Beginnen Sie mit der Herstellung von Teilen aus UV-beständigem Kunststoff

Obwohl kein Kunststoff vollständig vor UV-Strahlen und -Strahlung geschützt ist, bieten viele Kunststoffe eine hervorragende UV-Beständigkeit, die die Lebensdauer erhöht, eine Dehnung verhindert und die Auswirkungen der Lichtzersetzung wie Kreidung, Festigkeitsverlust und erhöhte Sprödigkeit bekämpft. Es ist wichtig, dass Sie bei der Auswahl eines Materials Ihre gebührende Sorgfalt walten lassen, damit Sie sich darauf verlassen können, dass Ihr Teil so lange wie möglich wie beabsichtigt funktioniert.

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