Захист поліпропіленових труб від ультрафіолету

За всіх своїх незаперечних переваг поліпропіленові труби мають істотний недолік. Вони сильно схильні до негативного впливу сонячного ультрафіолету. У цій статті ми розповімо вам про це та про те, як правильно захистити труби від руйнівної дії сонячних променів.

На жаль, але під впливом ультрафіолетового спектра світла порушується молекулярна будова поліпропілену. Зокрема, відбувається руйнування довгих молекул. Внаслідок цього у структурі матеріалу створюються нові сполуки, які призводять до зміни початкових властивостей поліпропілену. Матеріал стає крихким і набуває властивостей скла. При цьому труби, як і раніше, чудово витримують тиск, але до ударних навантажень втрачають стійкість. Простіше кажучи, за незначного удару труби тріскаються.

Не всі виробники захищають свою продукцію від ультрафіолету і це потрібно мати на увазі. А взагалі такий захист робиться двома способами. Перший полягає у покритті труб спеціальною плівкою, що відбиває сонячні промені. На таких трубах є відповідне маркування. Відрізнити такі труби візуально можна без особливих зусиль. Другий метод полягає в додаванні до поліпропілену спеціальної дорогої добавки, яка захищає труби від сонячних променів. Відповідно ціна труб виходить вищою і це спокушає недобросовісних виробників. Вони насправді нічого в поліпропілен не додають, а в супровідних документах вказують, що труби мають стійкість до ультрафіолету.Візуально це визначити неможливо, тому краще підстрахуватися та забезпечити захист свого трубопроводу від сонця.

Зробити це можна двома способами. Перший це замуровування труб у стіни. Другий спосіб незрівнянно простіше. Достатньо труби обгорнути фольгою і жодний ультрафіолет їм не буде страшний.

Категорії

Поліпропілен для опалення: як вибрати найкращі труби

Поліпропілен – тверда речовина білого кольору, є продуктом полімеризації пропілену та належить до класу поліолефінів. Простіше кажучи, це пластиковий полімер із широкою сферою застосування. Сьогодні він є найбільш затребуваним сучасним пластиком, завдяки своїм відмінним споживчим властивостям та універсальністю використання.

Матеріал отримують з пропілену, формула якого C3H6, в результаті реакції між пропеном та каталізатором Циглера-Натта. Таким чином, його хімічна формула має такий вигляд (C3H6)*n. Сьогодні існує кілька різновидів цієї речовини, всі вони мають одну формулу, але відрізняються просторовою структурою: ізотактичним, синдіотактичним, атактичним.

Для кожного з них характерні свої фізичні та хімічні властивості. Наприклад, атактичний полімер характеризується плинністю та низькою температурою плавлення, а ізотактичний, навпаки, пружний та щільний, плавиться при 170 градусів Цельсія.

Технічні характеристики

Сьогодні поліпропілен посідає друге місце на світовому ринку за обсягом споживання, трохи поступаючись поліетилену.

Розглянемо його фізичні та хімічні характеристики, які безпосередньо впливають на сферу застосування.

Основні фізичні властивості

Читайте також: Термостатичний клапан для теплої підлоги: види та пристрій, як вибрати, схеми монтажу та альтернативні способи підключення

• Низька густина матеріалу. Поліпропілен має найнижчу щільність із усіх пластмас, що вигідно відрізняє його від більш щільних аналогів.
• Висока міцність. Численні експерименти показали, що він витримує велике навантаження, що набагато перевищує можливості поліетилену.
• Стійкість до низьких температур. Полімер чудово справляється з негативними температурами, витримуючи – 10 градусів за Цельсієм та нижчими температурами.
• Стійкість до високих температур. Витримує не лише низькі, а й високі температури, температура плавлення становить 160 – 170 градусів за Цельсієм.
• Стійкість до різких перепадів температури. Швидка зміна температурного режиму також не страшна цього матеріалу. Добре витримує швидкий перехід від мінусу до плюсу і назад.
• Чудові діелектричні властивості. Висока діелектрична константа разом із великою діелектричною міцністю забезпечують широкі можливості його застосування як електроізоляційний матеріал.
• Легка обробка. Поліпропілен легко піддається зварюванню, розпилу, свердлінню, добре гнеться, що значно розширює можливості його застосування у промисловості та побуті.

Хімічні характеристики

• Стійкість до агресії хімічних речовин. Ця особливість матеріалу дозволяє широко застосовувати його потреб хімічних підприємств. Він витримує вплив розпеченого металу, різних кислот та випарів. Зокрема, ця властивість використовується при виготовленні повітроводів та вентиляції для шкідливих виробництв.
• Екологічність та безпека для навколишнього середовища та людини. Численні досліди довели нетоксичність та абсолютну екологічну безпеку цього матеріалу для навколишнього середовища та людини. Тому він використовується при виробництві ємностей для води, а також різних рідин та сипких продуктів харчування. Дуже часто його застосовують при будівництві споруд для очищення води.

Основні технічні характеристики та властивості поліпропілену представлені у таблиці.

Прискорені випробування полімерів на стійкість до ультрафіолету

Використовуване обладнання: УФ-прожектор 10W, 250нм https://www.nipg.ru/ru/magazin/uv-lampy/uf-prozhektor-10w-250nm

Вплив ультрафіолетового випромінювання на полімерні вироби.

Як відомо, під впливом сонячних променів відбуваються зміни зовнішнього вигляду та різних властивостей продукції промислових підприємств, виготовленої з полімерів. Полімери - це активні хімічні речовини, які останнім часом набувають широкої популярності через масове споживання пластмасових виробів. З кожним роком зростають обсяги світового виробництва полімерів, а виготовлені з їх використанням матеріали завойовують нові позиції у побутовій та виробничій сферах.

Руйнівний вплив ультрафіолету відбувається за рахунок знищення зв'язків між атомами полімерів під впливом променів цього спектра. Наслідки такої несприятливої ​​дії можна спостерігати візуально. Вони можуть виражатися:

• у погіршенні механічних властивостей та міцності пластмасового виробу;
• підвищення крихкості;
• вигоряння.

Основний видимий ефект від впливу УФ-випромінювання на полімерні матеріали – поява т.зв. «крейдових плям», зміна кольору на поверхні матеріалу та підвищення крихкості ділянок поверхні. Даний ефект можна часто спостерігати на пластикових виробах, що постійно експлуатуються поза приміщеннями: сидіння на стадіонах, садових меблів, тепличній плівці, віконних рамах і т.д.

Для виробів, що експлуатуються на космічних апаратах, висувають підвищені вимоги, що вимагає застосування таких матеріалів як FEP.

Зазначені вище ефекти від впливу УФ-випромінювання рідко проникають у структуру глибше 0.5 мм. Тим не менш, деградація матеріалу на поверхні за наявності навантаження може призводити до руйнування виробу в цілому.

Багато полімерів у чистому вигляді не поглинають УФ-випромінювання. У той же час, наявність у їхньому складі каталізаторів та інших забруднень, що служать рецепторами, може призводити до деградації матеріалу. Причому початку процесу деградації потрібні мізерні частки забруднювачів, наприклад, мільярдна частка натрію у складі полікарбонату веде до нестабільності кольору. У присутності кисню вільні радикали формують гідроперекис кисню, який ламає подвійні зв'язки в молекулярному ланцюжку, що робить матеріал крихким. Цей процес часто називають фотоокисленням.Однак навіть за відсутності водню все одно відбувається деградація матеріалу внаслідок пов'язаних процесів, що особливо для елементів космічних апаратів.

Серед полімерів, що мають у немодифікованому вигляді незадовільну стійкість до УФ-випромінювання можна відзначити POM, PC, ABS і PA6/6.

PET, PP, HDPE, PA12, PA11, PA6, PES, PPO, PBT вважаються досить стійкими до УФ-випромінювання, як і комбінація PC/ABS.

Хорошу стійкість до УФ-випромінювання мають PTFE, PVDF, FEP і PEEK.

Чудовою стійкістю до УФ-випромінювання мають PI та PEI.

Класичний метод проведення випробувань.

Існують вимоги технічних умов та методичний регламент на проведення випробувань щодо впливу ультрафіолетових випромінювань.

Відповідно до алгоритму методики, спочатку виконується зовнішній огляд досліджуваних предметів, вимірювання тих чи інших контрольованих параметрів. Зразок, що зазнав впливу, після завершення випробування порівнюється з обраним на початку випробування еталонним зразком. У методиці обумовлюються характеристики світлового потоку, яким опромінюють зразок у спеціальній камері. Ці характеристики повинні бути наближені до характеристик сонячного світлового потоку, під впливом якого будуть перебувати досліджувані вироби під час експлуатації. Важливо при цьому враховувати:

• інтенсивність та тривалість процесу;

• відповідний експлуатаційним реаліям кут опромінення;

• циклічність або безперервність впливу та ін.

Необхідно відрізняти випробування продукції базових умовах від випробувань вплив ультрафіолету у разі, коли продукцію впливає повний комплекс шкідливих атмосферних чинників.

Базовими у разі вважаються умови, коли відбувається інтенсивне лише на рівні 1,8-2,0 мкал/см2 *мін опромінення променями з довжиною хвилі у діапазоні 2,9-40,0 тисяч. У випробувальній камері температура при вимірі в тіні має бути 60-градусною з можливим відхиленням у той чи інший бік на 2 градуси.

Важливим параметром процедури є тривалість опромінення. Для її визначення необхідно розділити термін служби досліджуваного продукту на значення К (для тропіків К=12, помірного клімату К=8).

Коли на продукцію впливає повний комплекс шкідливих атмосферних факторів, опромінення ультрафіолетом при безперервній процедурі виконується протягом 5 діб, при циклічній - 5 циклів.

Камери як випробувальне обладнання бувають двох видів: в одній імітується спекотний з малою вологістю клімат. В іншій — усі інші. Опромінення здійснюється із застосуванням ламп ПРК або НГ (ртутно-кварцові). Ртутні лампи з кварцового скла, що задіяні в процедурі, можуть бути різного тиску: низького, середнього (1,0-3,0 атм.) і високого. Світловий потік може регулюватися, в робочому процесі передбачені захисні пристрої, потреба прибрати видимі промені, що спотворюють чистоту експерименту, вирішується використанням спеціальних світлофільтрів.

Прискорений спосіб проведення випробувань.

Читайте також: ГОСТ Р 52134-2003 Труби напірні з термопластів та сполучні деталі до них для систем водопостачання та опалення. Загальні технічні умови

Багато полімерів, що використовуються в товарах широкого споживання, деградують під дією УФ-світла. Проблема проявляється у зникненні кольору, потьмянінні поверхні, розтріскуванні, а іноді й повному руйнуванні самого виробу.Швидкість руйнування (УФ-старіння) зростає із зростанням часу дії та інтенсивності сонячного світла.

До чутливих полімерів належать термопластики, такі як поліпропілен, поліетилен, поліметилметакрилат (органічне скло), а також спеціальні волокна, наприклад, арамідне волокно. Поглинання ультрафіолету призводить до руйнування полімерного ланцюга та втрати міцності в ряді точок структури.

Електромагнітний спектр ультрафіолетового випромінювання може бути по-різному поділений на підгрупи. Стандарт ISO для визначення сонячного випромінювання (ISO-DIS-21348) дає такі визначення:

Близький УФ діапазон часто називають «чорним світлом», так як він не розпізнається людським оком, але при відображенні деяких матеріалів спектр переходить в область видимого випромінювання внаслідок явища фотолюмінесценції. Але при відносно високих яскравостях, наприклад від діодів, око помічає фіолетове світло, якщо випромінювання захоплює межу видимого світла 400 нм.

Для далекого та екстремального діапазону часто використовується термін «вакуумний» (VUV), через те, що хвилі цього діапазону сильно поглинаються атмосферою Землі.

Для прискореного способу виявлення деградації пластиков можна використовувати жорстке випромінювання UVC діапазону. На малозахищених пластиках зміну кольору та підвищення крихкості можна помітити на початку тесту, що дозволить виявити цей фактор за гранично короткий час.Можна використовувати люмінесцентні лами UVC діапазону, або потужніші світлодіодні рішення.

УФ-прожектор 10W, 250нм https://www.nipg.ru/ua/magazin/uv-lampy/uf-prozhektor-10w-250nm

Випробування полімерів необхідні для того, щоб зробити висновки щодо необхідності внесення змін до хімічного складу речовин. Так, для того, щоб полімерний матеріал набув стійкості до УФ-випромінювання, до нього додають спеціальні адсорбери. За рахунок способу поглинання речовини активізується захисний шар.

Стійкість та міцність міжатомних зв'язків також можна підвищити шляхом введення стабілізаторів.

Сфера застосування

Одержання полімерних матеріалів свого часу було справжнім проривом. Низька собівартість та відмінні фізичні та хімічні властивості поліпропілену сприяли розвитку багатьох галузей промисловості. Завдяки впровадженню нових технологій вдалося підвищити ефективність виробництва, замінити багато дорогих матеріалів більш сучасними та прогресивними.

Поліпропілен послужив основою для одержання безлічі модифікованих матеріалів, серед них високоміцні пластики та сумішеві термоеластопласти.

Нові високотехнологічні матеріали є екологічно чистими та легко піддаються переробці та утилізації.

Все це сприяє тому, що поліпропілен поступово витісняє з ринку такі матеріали як полівінілхлорид, АБС-пластик, полістирол та інші. Широко використовується у всіх ключових галузях сучасної світової економіки: електроніці, машинобудуванні, будівництві та багатьох інших. Багато в чому поліпропілен отримав народну назву «король пластмас».І хоча поки що він не є лідером у своєму сегменті, поступово сфера його застосування розширюється.

Пакувальні матеріали та поліпропіленові волокна

Поліпропілен широко застосовується в упаковці. Наприклад, поліпропіленові плівки, мабуть, найпопулярніший пакувальний матеріал у світі.

• кращі показники стійкості до високих температур та агресивних речовин;
• відмінні споживчі властивості - прозорість, міцність, гнучкість та екологічність;
• найкращі презентаційні характеристики.

Нещодавно на ринку з'явилися так звані орієнтовані плівки, особлива технологія виробництва дозволила значно покращити і без того чудові якості поліпропіленових плівок. Наприклад, прозорість орієнтованої плівки в чотири рази краща, ніж у звичайного поліпропіленового матеріалу.

В останні роки поліпропілен став часто використовуватися при виробництві пластикової тари – пляшок, банок та інших ємностей, а також кришок для них. Крім цього, його використовують для виробництва різних контейнерів та ємностей для перевезення хімікатів.

Низька собівартість поліпропіленових волокон забезпечила їм стала вельми поширеною у текстильної промисловості.

Маючи невисоку вартість, при цьому вони відрізняються високою міцністю та гарною еластичністю. Ще однією перевагою цих синтетичних волокон є чудова термостійкість.

Поліпропіленові труби та їх захист від ультрафіолету своїми силами

Незважаючи на всю свою міцність, поліпропілен може бути зруйнований, причому майже непомітно таким чинником, як ультрафіолет. Поліпропіленові труби популярні у приватних будинках. Статистика показує, що приблизно 85% власників приватних будиночків використовують ці труби для комунікацій, а не металопластикові конструкції. Поліпропілен – це довговічний матеріал, який може слугувати в середньому близько 50 років. Такого терміну служби немає інших видів труб. Однак, перед встановленням поліпропіленових конструкцій треба обов'язково врахувати низку факторів. Один з факторів, який часто не беруть до уваги покупці, полягає в тому, що такі конструкції бояться впливу ультрафіолету.
Схильність до ультрафіолету – це загальний фактор, який стосується як труб з поліпропілену, так і інших виробів з цього матеріалу. Наприклад, тепличних листів. Чи можна захистити труби від ультрафіолету? Звичайно, можна, але краще все-таки зробити трохи інакше.

Правильний вибір

Купуючи труби, можна заздалегідь вибрати ті конструкції, які вже захищені від випромінювань ультрафіолету. Тут є одна маленька хитрість. Купуючи труби, марно запитувати продавця, мають вони подібний шар або ні. Прийде орієнтуватися на власні знання.

Теоретично всі поліпропіленові вироби захищаються виробником. Однак є два способи додавання захисного шару. Перший спосіб – це нанесення плівки на поверхню труби з одного боку. Такий шар швидко відштовхує випромінювання і справді захищає. Другий спосіб – це додавання захисних сумішей безпосередньо до розчину при виготовленні труб.

Другий спосіб практично не працює у реальних умовах. До речі, жоден експерт навіть не зможе довести, що до складу під час виготовлення щось додавали. Принаймні зрозуміти це з першого погляду неможливо.

Як відрізнити

Щоб відрізнити труби, оброблені першим способом, достатньо подивитися на цінник. Такі конструкції дорожчі, ніж ті, які були оброблені другим способом. Крім того, на трубах першого типу можна знайти гравіювання виробника. Та сторона, яку нанесений шар, має спеціальну мітку. А другий тип труб немає таких позначок.

Все, сказане вище, стосується як поліпропіленових труб, а й будь-яких інших виробів з цього матеріалу. Щоб комунікації завжди були справними та тривалий час не вимагали ремонту, треба відповідально підійти до вибору.

Як захистити

Деякі власники запитають, як захистити труби, якщо були куплені конструкції першого типу. По-перше, треба врахувати, що ультрафіолет здатний поринути практично всюди. Його може відштовхнути матеріал на кшталт фольги. Трубки можна замурувати в стіни, але фахівці робити це не рекомендують. Замуровані труби руйнуються набагато швидше. У таких конструкціях важче визначити протікання. Якщо станеться щось непередбачене, стіни доведеться ламати.

Найсерйозніші неприємності завжди траплялися тоді, коли труби були замуровані у стіни. Тому що їхній власник просто не міг заздалегідь визначити несправність та усунути її.

Якість комунікацій

Під впливом ультрафіолету поліпропіленові труби стають крихкими та ламкими.Вони можуть зруйнуватися від мінімальних механічних впливів, у тому числі під тиском води. Однак ультрафіолет – це не єдиний ворог поліпропілену. Такі труби також погано переносять дуже високі температури.

Одна з причин, через яку водогін чи інші комунікації можуть стати ненадійними – це поганий майстер. Якщо зварювання труб проводилося поспіхом і без дотримання всіх правил, то велика ймовірність, що роботи доведеться виконувати заново.

Застосування в машинобудуванні та електроніці

Широкому використанню матеріалу в машинобудуванні, автомобілебудуванні та будівництві сприяла його висока зносостійкість. Багато комплектуючих для побутової техніки - холодильників, пилососів, пральних машин, виготовляються з поліпропілену. Під час виробництва автомобілів також використовується цей синтетичний матеріал. Зокрема, з нього роблять деталі салону, бампери, амортизатори та багато іншого.

В електроніці з нього виробляють корпуси телевізорів, телефонів, котушки, патрони ламп, елементи вимикачів – перерахувати все просто неможливо. Простіше сказати, що поліпропілен оточує нас всюди у повсякденному житті.

Товари для дітей

Виняткова безпека матеріалу дозволяє використовувати його для дитячих товарів.

Посуд, побутове приладдя, іграшки та безліч іншої продукції для найменших виготовляються з поліпропілену.

Поєднання кількох його властивостей – екологічність, висока зносостійкість, міцність зумовлюють його широке застосування у побуті.

Світове споживання поліпропілену збільшується з кожним роком. Його частка у виробництві товарів народного споживання неухильно зростає.Він поступово захоплює нові сегменти ринку, витісняючи менш технологічні полімери, насамперед полістирол та ПВХ. Поступаючись за таким показником як екологічність, вони поступово здають свої позиції на світовому ринку. Під впливом громадськості європейські законодавці повільно, але чітко розчищають дорогу нових технологій. Такі важливі показники, як нетоксичність та легка утилізація, впевнено виводять його в лідери.

Ще одним важливим фактором, що сприяє зростанню популярності речовини, є низька порівняно з конкурентами ціна. Собівартість є визначальним критерієм при виробництві будь-якої продукції, і тому виробники все частіше звертають увагу на більш дешевих і технологічних матеріалів.

Перспективи цього високотехнологічного матеріалу дуже райдужні. Очевидно, що його відсоток у світовому споживанні збільшуватиметься. Цьому сприяють і постійні дослідження, і поява нових технологій та модифікацій поліпропілену. З більшою часткою ймовірності, так буде продовжуватися доки не з'являться більш досконалі синтетичні матеріали, але навіть тоді пропілен широко використовуватиметься в промисловості та народному господарстві.

Різновиди труб ПВХ

1. Труби для каналізації. Можуть бути жорсткими чи гнучкими. Для каналізації найчастіше використовують труби оранжевого кольору з гофрованою поверхнею. Їхній діаметр від 11 до 63 см. Такі труби добре витримують різні навантаження, а також перепади температур.
2. Водопровідні. Така труба повинна легко витримувати великий напір води. Для цього використовують жорсткі труби ПВХ з гладкою поверхнею. Такі труби мають стійкість до різних хімічних дій.
3. Для захисту кабелю.Для прокладання кабелю використовують гнучкі гофровані ПВХ труби. Вони використовуються при монтажі кабелю під землею або в бетоні, тому повинні бути стійкими до великих навантажень та різноманітних впливів. Діаметр таких труб становить від 16 до 63 мм, залежно від застосування. Також труби для прокладання кабелю розрізняються завтовшки стінки, а відповідно величиною навантаження, яке здатна витримати така труба.
4. Обсадні труби для свердловин. Це труби ПВХ синього кольору, що мають зовнішнє різьблення на одному кінці і внутрішнє на іншому. Діаметр труби може бути від 75 до 250 мм, а товщина стін від 7 до 20 мм. У трубу вставляється насос.

Захист поліпропіленових труб від ультрафіолету

Поліпропіленові труби відрізняються своєю міцністю та довговічністю, і саме їх найчастіше використовують для створення різних комунікацій. Але, незважаючи на свої відмінні характеристики, поліпропілен може руйнуватися, причому непомітно, ультрафіолетом. Чи існує захист поліпропіленових труб від ультрафіолету? Захистити їх можна, але можна купити такі труби, які захищені від цього чинника.

Як ультрафіолет впливає поліпропіленові труби?

Вплив ультрафіолету на поліпропіленові труби полягає в тому, що він вторгається в молекулярну структуру поліпропілену і як би ламає її, дробить на частини довгі молекули і тому створюються нові сполуки. Утворюється молекулярна плутанина, а сам матеріал стає склоподібним і тендітним. Хоч він і тримає тиск, але до механічних навантажень стає дуже чутливим. Поліпропілен може зруйнуватися від мінімальної механічної дії, навіть від тиску води.У місцях дефектів поверхні починається розтріскування і цей процес необоротний. Поліпропілен не тягнеться і осередки, що з'явилися, напругу компенсувати не може. Як довго труба руйнуватиметься, передбачити досить важко.

Правильний вибір труб

1. Купуючи труби, вибирайте ті конструкції, які від ультрафіолету вже захищені.. Але питати продавця про це марно, тут треба мати свої знання з цього приводу.

2. Теоретично всі поліпропіленові труби повинні бути захищені від ультрафіолету.. Але є два методи додавання такого захисного шару. Перший спосіб полягає в нанесенні на поверхню труби з одного боку спеціальної захисної плівки. Вона швидко відштовхне випромінювання і справді захистить виріб.

3. Другий метод – це добавка спеціальних захисних сумішей від ультрафіолету до розчину при виготовленні труб.. Але зрозуміти це з першого погляду неможливо. Та й додають їх у розчин взагалі, про це ніхто не знає.

4. Як відрізнити ці труби і дізнатися, що вони дійсно захищені? Достатньо поглянути на цінник. Труби, що мають захисну плівку дорожче, ніж вироби, які оброблені другим способом. Також на виробах першого типу є гравіювання виробника та на тій стороні, де нанесена плівка, є спеціальна мітка. А на трубах другого типу такої мітки немає.

Як захистити труби від ультрафіолету самостійно

1. Потрібно враховувати, що ультрафіолет проникає у будь-яке місце. Тому не рекомендується прокладати труби з поліпропілену у відкритій надземній проводці.

2. Ультрафіолет відштовхує фольга. Екранізація фольгою захистить трубу від проникнення повітря та ультрафіолету.

3. Труби можна замурувати у стіни. Але фахівці це робити не радять, бо замурована труба скоріше зруйнується. Також у такій конструкції важче визначити можливу протікання. І якщо щось трапиться, доведеться ламати стіни.

Схожі публікації: