Wpływ promieniowania UV na materiały
Promieniowanie ultrafioletowe (UV) może mieć znaczący wpływ na różne materiały. Wpływ ten zależy od rodzaju materiału, jego składu chemicznego, struktury i zastosowania. Głównymi właściwościami, które ulegają zmianie w wyniku oddziaływania promieniowania UV są m.in zmiana koloru, wyglądu powierzchni, pogorszenie wytrzymałości materiału oraz zmniejszenie stabilności termicznej.
Podczas intensywnej ekspozycji materiału na promieniowanie UV następuje degradacja pimentów używanych do barwienia tworzyw sztucznych. Materiały słabej jakości, które nie są w żaden sposób zabezpieczane przed promieniowaniem mogą tracić intensywność kolorów – produkt matowieje. Dodatkowo światło słoneczne powoduje wydłużanie się łańcuchów polimerowych na powierzchni tworzyw sztucznych, co prowadzi do powstawania mikropęknięć i wpływa zarówno na wygląd materiału jak i jego właściwości fizyczne. Taka degradacja powierzchniowa materiału znacząco wpływa na wytrzymałość, elastyczność oraz stabilność termiczną tworzywa.
Należy pamiętać zatem, że odpowiednio zaprojektowane i zabezpieczone tworzywa sztuczne będą miały dłuższą żywotność i zachowają swoje właściwości, nawet w przypadku silnej ekspozycji na zewnętrzne warunki atmosferyczne.
Starzenie się materiałów – aparatura badawcza
Istnieje możliwość sprawdzenia odporności materiału na wieloletnią ekspozycję na promieniowanie UV. W tym celu wykonuje się badania starzeniowe, które pozwalają w sposób znormalizowany ale jednak wciąż teoretyczny, w krótkim czasie zasymulować jak materiał może się zachowywać po dłuższym okresie eksploatacji, np. po 10 latach wpływu warunków zewnętrznych na powłokę malarską czy tworzywo sztuczne.
Do badań wykorzystywane są komory starzeniowe lub klimatyczne. Umożliwiają one symulowanie ekstremalnych warunków atmosferycznych takich jak wysoka/niska temperatura, wilgotność, promieniowanie UV. Komory te są szeroko stosowane przy badaniach trwałości, testach jakości np. przy kontroli jakości w branży motoryzacyjnej, elektronicznej i przemysłowej.
Metodyka badawcza opisana jest dość szeroko w normach PN-EN ISO 16474-1, PN-EN ISO 16474-2, PN-EN ISO 16474-3.
Jak ocenić wpływ promieniowania UV?
Ocena próbek po badaniu w komorze starzeniowej jest kluczowym etapem, który pozwala zrozumieć, jak materiały lub produkty zachowały się pod wpływem symulowanych warunków atmosferycznych. Proces oceny różni się w zależności od typu materiału lub produktu, którego dotyczy badanie oraz celów badawczych.
Wizualna inspekcja: Pierwszym krokiem jest dokładna wizualna inspekcja próbek. Analizuje się wszelkie zmiany w wyglądzie: kolor, połysk itp. w porównaniu z próbkami, które nie były narażone na testy.
Pomiar połysku jest techniką używaną do określenia zdolności powierzchni materiału do odbijania światła. Jest to ważny parametr, który odzwierciedla jakość powierzchni, estetykę i wizualne wrażenia związane z danym materiałem. Połysk jest mierzony na podstawie ilości światła odbitego pod określonym kątem w stosunku do ilości światła padającego na powierzchnię. Do sprawdzenia połysku powierzchni materiału używa się urządzenia zwanego połyskomierzem. Miernik ten możemy zakupić w wersji jednokątowej 60° oraz trójkątowej 20, 60, 85° w zależności od potrzeb i wymagań badawczych.
Pomiar koloru natomiast jest techniką używaną do określenia różnicy koloru między dwoma lub większą ilością próbek oraz do porównania koloru próbki względem standardu kolorystycznego. Do pomiaru koloru używa się urządzeń zwanych spektrofotometrami lub kolorymetrami. Wyniki pomiaru koloru mogą być wyrażane w różnych przestrzeniach barw, takich jak RGB (Red, Green, Blue), CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, Key/Black) w zależności od konkretnego zastosowania.
Porównanie z próbkami kontrolnymi: Porównanie wyników z próbkami kontrolnymi, które nie były poddawane starzeniu, jest kluczowe do zrozumienia, jak zmiana warunków atmosferycznych wpłynęła na badane materiały lub produkty. Ocenę warto przeprowadzić w jednolitych warunkach oświetlenia wykorzystując np. kabinę świetlną. Kabiny te umożliwiają obserwację próbek pod wybranym źródłem światła tj. D65 , Tl84, F/A, UV, CWF, U30.
Pomiar właściwości fizycznych: W zależności od badanego materiału lub produktu, mogą być wykonywane różne pomiary właściwości fizycznych, takich jak twardość, wytrzymałość na rozciąganie, elastyczność, odporność na ścieranie itp.
Interpretacja wyników: Ostatecznym etapem jest interpretacja wyników i sporządzenie raportu zawierającego wnioski z badania w komorze starzeniowej. To pozwoli na zrozumienie czy materiały spełniają oczekiwania jakościowe i trwałościowe oraz czy wymagają ewentualnych dostosowań lub poprawek.
Interpretacja wyników to często nie lada wyzwanie. Warto w takim przypadku zwrócić się o pomoc do wykwalifikowanego laboratorium badawczego. Laboratorium Anticorr Gdańsk nie tylko wykona analizę wyników, ale również zrealizuje wszystkie niezbędne badania i pomiary od A do Z przy pomocy profesjonalnego sprzętu. Zachęcamy do zapoznania się z naszą ofertą badawczą oraz sprzętu kontrolno-pomiarowego. Zapraszamy do kontaktu.