Сегодня на рынке существует бесчисленное множество термопластов, от акрила до полиэфиримида. Полипропилен и нейлон — два других термопласта, широко используемых в производстве, поэтому важно понимать качества каждого из них, прежде чем рассматривать эти материалы для своего следующего проекта.
Полипропилен — недорогой кристаллический термопласт, часто используемый в медицинском оборудовании, пищевых контейнерах, упаковке и водопроводных трубах. Чаще всего он используется в производственных процессах литья под давлением или на станках с ЧПУ, но также возможна 3D-печать полипропилена.
Однако, прежде чем вы решите 3D-печатать свои детали с использованием полипропилена, важно отметить, что он имеет тенденцию к деформации легче, чем многие другие материалы для 3D-печати, и могут быть более подходящие варианты в зависимости от того, что вы делаете.
Точно так же нейлон также совместим с 3D-печатью, литьем под давлением и обработкой с ЧПУ и используется в различных отраслях промышленности для производства всего, от канатов до компонентов двигателя. Ему можно придать несколько различных форм, включая листы, волокна, нити и пленки, и его часто используют вместо низкопрочных металлов.
Как видите, нейлон и полипропилен — это универсальные пластики с множеством преимуществ. Тем не менее, проектирование деталей для наружного использования требует выбора подходящего пластика, устойчивого к ультрафиолетовому излучению или устойчивого к ультрафиолетовому излучению, поэтому важно учитывать свойства каждого материала в отношении ультрафиолетового излучения, чтобы конечный продукт мог выдерживать длительное воздействие солнечных лучей без разрушения. В этой статье мы рассмотрим свойства нейлона и полипропилена, устойчивые к ультрафиолетовому излучению, чтобы помочь вам сделать осознанный выбор материала.
Что такое устойчивый к УФ-излучению пластик?
Если ваша часть будет проводить значительное количество времени на улице или иным образом подвергаться воздействию устойчивого уровня УФ-излучения, вы можете использовать пластик, устойчивый к УФ-лучам. Например, вы могли видеть, что некоторые сиденья на стадионах, автомобильные детали и садовые стулья страдали от обесцвечивания, потери визуальной четкости и/или снижения механической прочности и ударопрочности; это потому, что они были сделаны из пластика с низкой устойчивостью к ультрафиолетовому излучению. Воздействие УФ-излучения также может сделать пластиковые детали более хрупкими и восприимчивыми к поломке, растрескиванию, деформации или распаду.
Хотя почти ни один материал не является полностью устойчивым к УФ-излучению, некоторые из них могут поглощать УФ-излучение. Добавление стабилизаторов или добавок может улучшить устойчивость к ультрафиолетовому излучению для пластмасс, которые не могут поглощать ультрафиолетовый свет. Эти неустойчивые к УФ-излучению материалы производят свободные радикалы (атомы с неспаренным электроном), которые могут разрушать межмолекулярные связи, негативно влиять на механические свойства и вызывать износ пластмасс.
Стойкость полипропилена к УФ-излучению при производстве
Полипропилен – чрезвычайно прочный, но гибкий и легкий материал. Он устойчив к плесени, бактериям, воде, маслу, гниению, электричеству и химическим веществам. Однако полипропилен — не лучший вариант для изделий, которые живут на улице или регулярно подвергаются воздействию солнечных лучей, потому что на него сильно влияет воздействие УФ-излучения. В частности, он чувствителен к УФ-излучению с длинами волн 290–300 нанометров, 330 нанометров и 370 нанометров. Воздействие УФ-излучения высокой интенсивности в течение всего шести дней может привести к тому, что полипропилен потеряет до 70% своей механической прочности, что приведет к очень хрупким деталям.
Изделия из полипропилена обычно разрушаются через несколько месяцев прямого воздействия солнечных лучей, поскольку излучение возбуждает фотоны и создает свободные радикалы. Однако использование добавок и покрытий может помочь защитить детали из полипропилена от солнечного света. Например, волокна оксида цинка или оксида титана могут блокировать и поглощать УФ-излучение, уменьшая воздействие УФ-излучения на полипропилен и продлевая срок службы детали. Точно так же разработка полипропиленовой детали с защитными уплотнениями может помочь ей лучше противостоять солнечному свету, хотя соединение полипропилена с другими материалами может быть затруднено, поскольку он практически не имеет склонности к поглощению и довольно скользкий.
Даже с добавками полипропилен будет быстро разлагаться по сравнению с естественно устойчивыми к ультрафиолетовому излучению пластиками, такими как акрил или полиэтилен высокой плотности (HDPE). Таким образом, мы рекомендуем не использовать его для продуктов, которые будут подвергаться длительному воздействию прямых солнечных лучей.
Стойкость нейлона к ультрафиолетовому излучению при производстве
Точно так же нейлон подвержен деградации при длительном воздействии УФ-излучения, поскольку УФ-излучение создает свободные радикалы, влияющие на свойства нейлона. При длительном воздействии солнечных лучей нейлоновые детали ослабевают и теряют цвет. Нейлон чувствителен к УФ-излучению с длиной волны 290–315 нанометров.
Тем не менее, существует несколько вариантов нейлона с разной степенью устойчивости к ультрафиолетовому излучению. Например, нейлон 6/6 менее устойчив к УФ-лучам, чем нейлон 6 или нейлон 12. Таким образом, при принятии решения важно учитывать механическую прочность, термостойкость, стойкость к истиранию и водостойкость каждого варианта нейлона в дополнение к предполагаемому применению вашего продукта. какой тип нейлона использовать для вашего проекта.
Выбор между полипропиленом и нейлоном
Ни нейлон, ни полипропилен не обладают особой устойчивостью к ультрафиолетовому излучению, но полипропилен, скорее всего, будет разлагаться быстрее при постоянном воздействии ультрафиолетового излучения. Тем не менее, вы можете повысить как полипропиленовую стойкость к УФ-излучению, так и нейлоновую стойкость к УФ-излучению с помощью:
- Стабилизаторы: при образовании свободных радикалов эти добавки улавливают их, предотвращая разрушение межмолекулярных связей внутри нейлона или полипропилена. Светостабилизаторы на основе затрудненных аминов (HALS) являются наиболее распространенным типом стабилизаторов.
- Блокаторы. Блокаторы в первую очередь предотвращают попадание УФ-лучей на полипропилен или нейлон. Углеродная сажа является распространенным высокоэффективным блокирующим средством для наружного применения, но пигмент диоксида титана также может помочь увеличить срок службы вашего продукта.
- Поглотители: С другой стороны, поглотители могут поглощать УФ-излучение и преобразовывать его в тепло или другие менее вредные длины волн. Наиболее распространенными поглотителями являются бензофеноны и бензотриазолы, но существуют и другие варианты.
Стоит также отметить, что устойчивость к ультрафиолетовому излучению — не единственный фактор, который следует учитывать при выборе между полипропиленом и нейлоном.
Полипропилен прочнее и более устойчив к влаге, чем нейлон, а его низкая вязкость расплава делает его идеальным для использования в литье под давлением. Полипропилен также устойчив к электричеству, маслам и бактериям, хотя он легко воспламеняется и восприимчив к хлорированным растворителям и окислению.
С другой стороны, нейлон имеет более высокую вязкость расплава, чем полипропилен. Он также имеет хорошее электрическое сопротивление и идеально подходит для приложений с высоким коэффициентом трения, поскольку может сохранять свою форму без особого обслуживания или смазки. Нейлон также более податлив, чем полипропилен, что позволяет дизайнерам создавать более сложные формы.
Производство деталей из полипропилена и нейлона с помощью BE-CU.COM
Полипропилен и нейлон являются приемлемыми материалами для деталей, подвергающихся прерывистому воздействию УФ-излучения. Однако фторполимеры (такие как политетрафторэтилен, поливинилиденфторид и фторированный этиленпропилен), имиды (такие как полиимид и полиэфиримид), акрил, полиэтилен высокой плотности или поликарбонат могут лучше подходить для деталей, подвергающихся длительному воздействию УФ-излучения. Если в других отношениях полипропилен или нейлон является лучшим материалом для ваших нужд, добавление блокаторов, стабилизаторов или поглотителей может повысить устойчивость вашего продукта к ультрафиолетовому излучению и увеличить срок его службы.
Когда вы работаете с BE-CU.COM, наша команда опытных инженеров может помочь вам выбрать правильный материал для вашего проекта. Мы будем работать с вами от этапа проектирования до производства, чтобы гарантировать, что ваши детали будут соответствовать задуманному. Кроме того, создав учетную запись и загрузив файлы своих деталей с помощью нашего облачного программного обеспечения, вы можете получить доступ к мгновенному DFM-анализу ваших конструкций и сравнить варианты материалов и методы производства, чтобы обеспечить максимально эффективное производство деталей с точки зрения затрат и времени. Если вам нужна помощь в начале работы, просто свяжитесь с нами, чтобы обсудить наши возможности и то, что BE-CU.COM может сделать для вас.
Посетите наш ресурсный центр, чтобы узнать о выборе подходящего материала для вашего проекта обработки с ЧПУ, 3D-печати нейлоном и многом другом.
