Полипропилен и ультрафиолет

Эффективные способы защиты труб ПВХ от повреждений

Трубы ПВХ все чаще приходят на смену металлическим. Они имеют очень широкую область применения. Полипропиленовые трубы применяются в канализации, водоснабжении, как холодном, так и горячем, для защиты кабелей различных коммуникаций.

Разновидности труб ПВХ

1. Трубы для канализации. Могут быть жесткими или гибкими. Для канализации чаще всего используют трубы оранжевого цвета с гофрированной поверхностью. Их диаметр от 11 до 63 см. Такие трубы хорошо выдерживают различные нагрузки, а также перепады температур.
2. Водопроводные. Такая труба должна с легкостью выдерживать большой напор воды. Для этих целей используют жесткие трубы ПВХ с гладкой поверхностью. Такие трубы имеют устойчивость к различным химическим воздействиям.
3. Для защиты кабеля. Для прокладки кабеля используют гибкие гофрированные трубы ПВХ. Они используются при монтаже кабеля под землей или в бетоне, поэтому должны быть устойчивыми к большим нагрузкам и различного рода воздействиям. Диаметр таких труб составляет от 16 до 63 мм в зависимости от применения. Также трубы для прокладки кабеля различаются толщиной стенки, а соответственно величиной нагрузки, которую способна выдержать такая труба.
4. Обсадные трубы ПВХ для скважин. Это трубы ПВХ синего цвета, имеющие наружную резьбу на одном конце и внутреннюю на другом. Диаметр трубы может быть от 75 до 250 мм, а толщина стенок от 7 до 20 мм. В трубу вставляется насос.

Достоинства и недостатки

Трубы ПВХ все чаще используются в различных областях взамен металлических. Это объясняется большим количеством достоинств такого материала.

К ним относятся:

• Большая прочность. Это дает возможность использовать трубы ПВХ в условиях большой нагрузки;
• Устойчивость к высоким и низким температурам. Очень важный фактор для водопроводных труб, а также при использовании труб ПВХ вне помещения. При отсутствии внутри трубы, она прекрасно выдерживает даже сильные морозы;
• Устойчивость к механическим и химическим повреждениям. Значительно продлевает срок службы полипропиленовых труб;
• Герметичность. Немаловажный фактор, так как трубы используются для водопровода и канализации;
• Долговечность. Срок службы труб из ПВХ составляет 50 лет;
• Легкость. Так как трубы имеют небольшой вес, их легко транспортировать и устанавливать;
• Низкая стоимость;

• Нетоксичность. Трубы из полипропилена абсолютно безвредны для людей и животных;
• Устойчивость к появлению бактерии и плесени. Это очень важно, особенно для водопроводных труб;
• Экологическая безопасность;
• Негорючесть. В случае пожара, трубы из полипропилена не поддерживают горение;
• Водонепроницаемость.

Благодаря такому большому количеству достоинств, трубы из полипропилена нашли широкое применение во многих областях. Они очень долговечны и легки в установке и использовании. Кроме того, трубы невосприимчивы к многим видам воздействий и повреждений. Благодаря этому, они имеют длительный срок эксплуатации. Такой набор достоинств делает материал практически идеальным в использовании, но нельзя забывать о том, что, как и любой другой материал, трубы из полипропилена имеют ряд недостатков.

Недостатки труб ПВХ:

• Трубы, использующиеся для жидкостей с температурой выше 150 градусов, необходимо дополнительно теплоизолировать;
• При сжигании выделяют токсичные вещества, поэтому утилизировать трубы ПВХ таким способом запрещено;
• Сложно присоединить трубу ПВХ к металлической;
• Неустойчивы к воздействию ультрафиолета.

Вредное воздействие ультрафиолета является, пожалуй, самым серьезным недостатком в использовании полипропиленовых труб.

Способы защиты от повреждений

Главным недостатком труб ПВХ является их неустойчивость к воздействию прямых солнечных лучей. Ультрафиолет оказывает губительное воздействие на материал труб, он становится хрупким, изменяется его химический состав. При нахождении полипропиленовой трубы на открытом солнце в течение длительного времени, она может сломаться при малейшем физическом воздействии. Это делает очень сложным использование труб ПВХ на открытом воздухе. Для защиты труб от негативного воздействия солнца приходится применять различные меры:

1. Первый способ защиты труб ПВХ от воздействия солнечных лучей – покрытие специальной пленкой. Принцип действия этого способа заключается в том, что пленка отталкивает солнечные лучи, не допуская повреждения материала. Такую пленку можно без труда заметить, кроме того на таких трубах имеется специальная маркировка.
2. Второй способ – добавление в полипропилен специальной добавки, которая защищает материал от разрушения при воздействии ультрафиолетовых лучей. Стоимость таких труб намного выше, а визуально они не отличаются от других, что повышает вероятность купить подделку. Очень сложно бывает понять, добавлен ли в состав материала специальный состав, защищающий его от ультрафиолета.
3. Для того, чтобы самостоятельно защитить трубы от воздействия солнечных лучей, нужно монтировать их не на открытом воздухе, а в стене или под землей. Этот способ использовать нежелательно по нескольким причинам. Во-первых, в таком случае очень трудно будет обнаружить протечку. Во-вторых, в случае, когда будет необходим ремонт трубы, придется ломать стену. В-третьих, вовремя не замеченная поломка, может стать причиной серьезных проблем.
4. Можно просто обернуть трубы фольгой, которая защитит их от пагубного воздействия ультрафиолета.

Трубы ПВХ выполнены из современного материала, имеющего множество достоинств. Они нашли широкое применение в различных областях. Популярность полипропиленовых труб объясняется их свойствами. Самым главным недостатком материала является неустойчивость к воздействию ультрафиолета, поэтому при необходимости использования труб на открытом воздухе приходится принимать меры по их защите от солнечных лучей.

Полипропиленовые трубы и их защита от ультрафиолета своими силами

Несмотря на всю свою прочность, полипропилен может быть разрушен, причем почти незаметно, таким фактором, как ультрафиолет.
Полипропиленовые трубы популярны в частных домах. Статистика показывает, что примерно 85% владельцев частных домиков используют именно эти трубы для коммуникаций, а не металлопластиковые конструкции. Полипропилен — это долговечный материал, который может служить в среднем около 50 лет. Такого срока службы нет у других видов труб. Однако, перед установкой полипропиленовых конструкций надо обязательно учесть ряд факторов. Один из факторов, который часто упускают из виду покупатели, заключается в том, что такие конструкции боятся воздействия ультрафиолета.

Подверженность ультрафиолету — это общий фактор, который касается как труб из полипропилена, так и других изделий из этого материала. Например, тепличных листов. Можно ли защитить трубы от ультрафиолета? Конечно, можно, но лучше все-таки поступить немного иначе.

Правильный выбор

При покупке труб можно заранее выбрать те конструкции, которые уже защищены от излучений ультрафиолета. Здесь существует одна маленькая хитрость. Покупая трубы, бесполезно спрашивать продавца, имеют они подобный защитный слой или нет. Придется ориентироваться на собственные знания.

Теоретически все полипропиленовые изделия защищаются производителем. Однако, есть два способа добавления защитного слоя. Первый способ — это нанесение пленки на поверхность трубы с одной стороны. Такой слой быстро отталкивает излучение и действительно защищает. Второй способ — это добавление защитных смесей непосредственно в раствор при изготовлении труб.

Второй способ практически не работает в реальных условиях. Кстати, ни один эксперт даже не сможет доказать, что в состав при изготовлении что-то добавлялось. По крайней мере, понять это с первого взгляда невозможно.

Как отличить

Чтобы отличить трубы, обработанные первым способом, достаточно посмотреть на ценник. Такие конструкции дороже, чем те, которые были обработаны вторым способом. Кроме того, на трубах первого типа можно найти гравировку производителя. Та сторона, на которую нанесен слой, имеет специальную метку. А второй тип труб не имеет таких отметок.

Все, сказанное выше, касается не только полипропиленовых труб, но и любых других изделий из этого материала. Чтобы коммуникации всегда были исправны и долгое время не требовали ремонта, надо ответственно подойти к выбору.

Как защитить

Некоторые владельцы зададутся вопросом, как защитить трубы, если были куплены конструкции первого типа. Во-первых, надо учесть, что ультрафиолет способен проникнуть практически повсюду. Его может оттолкнуть материал вроде фольги. Трубки можно также замуровать в стены, но специалисты делать это не рекомендуют. Замурованные трубы разрушаются намного быстрее. В таких конструкциях труднее определить протечку. Если произойдет что-то непредвиденное, то стены придется ломать.

Самые серьезные неприятности всегда случались тогда, когда трубы были замурованы в стены. Потому что их владелец просто не мог заранее определить неисправность и устранить ее.

Качество коммуникаций

Под воздействием ультрафиолета полипропиленовые трубы становятся хрупкими и ломкими. Они могут разрушиться от минимальных механических воздействий, в том числе и под давлением воды. Однако, ультрафиолет — это не единственный враг полипропилена. Такие трубы также плохо переносят слишком высокие температуры.

Одна из причин, по которой водопровод или другие коммуникации могут стать ненадежными — это плохой мастер. Если сварка труб производилась наспех и без соблюдения всех правил, то велика вероятность, что работы придется производить заново.

Интересное о полипропилене

Полипропилен является бесцветным термопластичным материалом без запаха, который в натуральном виде полупрозрачен, но может легко окрашиваться путём добавления соответствующих пигментов и красок.

Самые важные свойства различных типов полипропилена:

• низкая плотность;
• высокая твёрдость, жёсткость, устойчивость к износу;
• хорошая термостойкость (до 130 °С без механических нагрузок);
• отличная устойчивость к воздействию различных химикалий;
• хорошая прочность при ударе;
• простая обработка в самых различных областях применения;
• низкое водопоглощение, низкая водо- и паропроницаемость;

Эти свойства вместе с некоторыми параметрами (например, индексом текучести) различны для разных марок, для гомо- и сополимерных продуктов. Самым важным отличием сополимеров от гомополимеров является то, что сополимеры даже при низких температурах обладают высокой ударопрочностью.

Свойства полипропилена можно далее модифицировать компаундированием с различными добавками: эластомерами, минеральными наполнителями (тальк, мел и т.д.). таким образом можно получить пластмассовые материалы удовлетворяющие запросы широкого круга областей применения.

Обычно грануляты полипропиленов упаковываються в полипропиленовые тканые мешки массой (нетто) 25 кг. Товар поставляется упакованным на поддоны размером 1100 х 1300 мм. На один поддон упаковывается 1250 кг (нетто) материала, груз на поддоне защищён термоусадочной плёнкой.

Так как полипропилен — подобно другим полимерным материалам — является сгораемым веществом, в складах для хранения материала, а также при его транспортировке, надо придерживаться правил пожарной безопасности для сгораемых материалов. Гранулят полипропилена должен храниться при температурах в пределах от -20 до +40 °С, защищенным от воздействия прямых солнечных лучей и от пыли. При длительном хранении полипропилена воздействие прямого солнечного излучения и/или теплового излучения должно быть исключено.

При хранении материала в несоответствующих условиях (например, при больших колебаниях температуры склада или при высокой относительной влажности воздуха) атмосферная влага может конденсироваться внутри единиц упаковки. В этом случае гранулят перед употреблением надо высушить.

ПРИМЕНИМОСТЬ ДЛЯ УПАКОВКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

Большая часть марок полипропиленов соответствует требованиям, введённым в европейских странах для упаковочных материалов для пищевых продуктов, требованиям Администрации Пищевых Продуктов и Медикаментов США (Food and Drug Administration -FDA), а также требованиям BGA.

В полипропиленах, используемых нами в производстве не находится следов тяжёлых металлов, вредных для здоровья, в часности: олово, мышьяк, барий, кадмий, хром, свинец, ртуть, селен.

При нормальных условиях полипропилен не квалифицируется как опасное или вредное вещество . При переработке, однако, надо избегать соприкосновения с расплавом полимера, также надо избегать вдыхание образующихся паров. Рекомендуется устанавливать отсасывающую вентиляцию сверху машин для переработки полипропилена.

Широкий набор марок полипропилена пригоден для выработки самых различных пластмассовых изделий, краткая сводная характеристика которых приведена ниже:

• трубы и фитинги к трубопроводам;
• экструдированные и литые пластины, профильные изделия;
• экструдированные листы для производства тары, посуды термическим формированием, сильные и упругие бандажные ленты;
• волокна (монофиламентные и мультифиламентные), фибрированные и шпальтованные волокна, пригодные для изготовления ткацких волокон, верёвок и шпагата, щеток, ковров, покрывал, пледов, мебельной обивки, одежды, нетканых текстильных изделий, пеленок;
• пластмассовые изделия, вырабатываемые литьём под давлением, также как предметы домашнего обихода, кухонное оборудование, садовый мебельный инвентарь, чемоданы, спортивные изделия, вёдра, ящики;
• защитные корпуса и детали электрооборудования, детали автомашин, корпусов аккумуляторных батарей;
• тары для упаковки пищевых продуктов, косметических и фармацевтических продуктов, вырабатываемых экструзионно- выдувной технологией или литьём под давлением;
• прозрачные экструдированные или литые плёнки, биаксиально ориентированные плёнки.

ПОВТОРНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОТХОДОВ

Отходы полипропилена могут быть повторно использованы без особых затруднений. Так как подвергающийся повторной переработке полимер в ходе предыдущего цикла переработки уже подвергся термодеградации, его механические свойства уже будут модифицированы. Таким образом, при повторном использовании значительной массы полипропилена целесообразно изучить влияние повторной переработки на качество готового продукта.

УСТОЙЧИВОСТЬ К ВОЗДЕЙСТВИЮ ПОГОДЫ

Полипропилен особенно чувствителен к воздействию света, это надо учитывать во всех областях применения продукта. Под действием света и кислорода (воздуха) в полипропилене протекают процессы разложения, приводящие к потере блеска, растрескиванию и „мелованию» поверхности, ухудшению механических и физических свойств продукта.

Полипропилены имеют хорошую устойчивость к световому излучению видимой области спектра. Воздействие же, даже кратковременное, ультрафиолетового излучения, то есть излучения с длиной волны 290-400 нм, делает полипропилен хрупким и приводит к повреждению поверхности. Этот процесс ускоряется при повышенной температуре окружающей среды.

Известно два способа стабилизации полипропилена к воздействию ультрафиолетовых лучей:

• поглощение ультрафиолетовых лучей пигментами или органическими соединениями, которые абсорбируют ультрафиолетовые лучи и затем отдают их энергию в виде безвредного длинноволнового излучения тепла;
• применение антиоксидаторов (стабилизаторов действия излучения), которые сопротивляются воздействию ультрафиолетовых лучей (такими, например, являются стерически блокированные амины — так называемые соединения HALS).

Широкий выбор ультрафиолетовых стабилизирующих добавок делает возможным выбрать светостабилизаторы, соответствующие требованиям эксплуатации под воздействием погоды, или применению продукта в пищевой промышленности.

Некоторые добавки и пигменты, как, например, серосодержащие соединения (дистеарат-тиодипропионат — DSTDP, дилаурат-дитиопропионат — DLTDP) уменьшают эффективность добавок, противодействующих ультрафиолетовым лучам. Это надо принимать во внимание, если стабилизированные к воздействию ультрафиолетовых лучей марки полипропилена затем смешивают с дальнейшими добавками.

Химические свойства полипропилена

Устойчивость полипропилена к действию химикалий является следствием аполярной структуры полимера. Полипропилен противостоит воздействию большинства полярных растворителей, таких как спиртов, сложных эфиров и кетонов. Алифатические и ароматические углеводороды, а также галогенизированные углеводороды приводят к набуханию полипропилена. Это набухание, которое сопровождается понижением жёсткости, значительно меньше у случайных сополимеров низкой степени кристаллизации, чем у гомополимеров и блоксополимеров высокой степени кристаллизации. После испарения химического средства, вызвавшего набухание, жёсткость и иные механические свойства полимера полностью восстанавливаются. Но стоит учесть, что при температуре выше 100ºC полипропилен растворяется в ароматических углеводородах, таких, как бензол, толуол.

Заметное воздействие на полипропилен оказывают только сильные окислители — хлорсульфоновая кислота, дымящая азотная кислота, галогены, олеум. Концентрированная 58%-ная серная кислота и 30%-ная перекись водорода при комнатной температуре действуют незначительно. Продолжительный контакт с этими реагентами при 60ºC и выше приводит к деструкции полипропилена.

Полипропилен — водостойкий материал. Даже после длительного контакта с водой в течение 6 месяцев (при комнатной температуре) водопоглощение полипропилена составляет менее 0,5%, а при 60ºС — менее 2%.Вследствие наличия третичных углеродных атомов полипропилен более чувствителен к действию кислорода, особенно при повышенных температурах. Этим и объясняется значительно большая склонность полипропилена к старению по сравнению с полиэтиленом. Старение полипропилена протекает с более высокими скоростями и сопровождается резким ухудшением его механических свойств. Поэтому полипропилен применяется только в стабилизированном виде. Стабилизаторы предохраняют полипропилен от разрушения как в процессе переработки, так и во время эксплуатации. Полипропилен меньше, чем полиэтилен подвержен растрескиванию под воздействием агрессивных сред. Он успешно выдерживает стандартные испытания на растрескивание под напряжением, проводимые в самых разнообразных средах. Стойкость к растрескиванию в 20%-ном водном растворе эмульгатора ОП-7 при 50ºC для полипропилена с показателем текучести расплава 0,5—2,0 г/10 мин, находящегося в напряженном состоянии, более 2000 ч.

Полипропилен имеет более высокую температуру плавления, чем полиэтилен, и соответственно более высокую температуру разложения. Чистый изотактический полипропилен плавится при 176ºC. Максимальная температура эксплуатации полипропилена 120—140ºС. Все изделия из полипропилена выдерживают кипячение, и могут подвергаться стерилизации паром без какого-либо изменения их формы или механических свойств.
Превосходя полиэтилен по теплостойкости, полипропилен уступает ему по морозостойкости. Его температура хрупкости ( морозостойкости) колеблется от -5 до -15ºС. Морозостойкость можно повысить введением в макромолекулу изотактического полипропилена звеньев этилена (например, при сополимеризации пропилена с этиленом).

​Как ультрафиолетовые лучи воздействуют на полипропиленовые мешки

Основной источник ультрафиолетового излучения – Солнце, также ультрафиолет исходит от некоторых видов ламп. И в первом, и во втором случаях это серьезная опасность для полипропиленовой ткани. Именно поэтому специалисты не рекомендуют оставлять мешки из полипропилена на открытой местности под воздействием прямых солнечных лучей. Лучше размещать тару или в помещении, или под навесом.

Какие негативные последствия от воздействия ультрафиолетовых лучей?

Многие полимеры под действием ультрафиолетовых лучей деградируют, теряют свои изначальные технические и эксплуатационные свойства. Полипропилен – не исключение. Если полипропиленовый мешок долго находится под открытым небом, его ждут следующие проблемы:

• потускнение поверхности, выгорание цвета, утрата яркости (особенно это касается цветных изделий);
• частичная потеря полипропиленом прочностных характеристик, что приводит к разрывам, повреждениям;
• серьезное разрушение полотна, что делает изделие непригодным для дальнейшего использования.

Ультрафиолет заметно ускоряет термоокислительные и фотохимические процессы, что приводит к сокращению срока службы полипропилена. Даже кратковременное нахождение полипропиленовых мешков под солнцем способствует тому, что материал становится более хрупким. При сравнительно высокой температуре воздуха этот процесс ускоряется, потому летние месяцы наиболее опасные для ПП.

Интересные факты о воздействии ультрафиолета

Ученые доказали ряд фактов, связанных с воздействием ультрафиолета на различные предметы и поверхности, включая полипропиленовую ткань. Особое внимание уделяется интенсивности этого воздействия. Например, при небольшой облачности процент излучения УФ составляет примерно 90%. Если вы размещаете полипропиленовые мешки без дополнительной защиты, полагаясь на облачность, это ошибка. Ультрафиолет будет практически так же разрушать структуру ПП, как и при ясном небе.

Интересный факт заключается в том, что снег отражает до 80% излучения ультрафиолета. В зимнее время полипропиленовые мешки также требуют защиты, особенно если они размещаются просто на снегу. Белый песок отражает приблизительно 15% излучения солнечных лучей, потому на песке (например, на пляже) складировать тару также нежелательно. Еще один момент: при подъеме предмета на каждые 300 м воздействие солнечных лучей усиливается приблизительно на 4%. Это нужно учитывать при длительном размещении сыпучих строительных материалов или строительного мусора на площадках, особенно при высотном строительстве.

Еще одно ошибочное мнение заключается в следующем: если разместить полипропиленовые мешки в тени, то им не страшны солнечные лучи. Да, тень значительно уменьшает уровень ультрафиолета, но только на 50%. Соответственно, тень – это еще не гарантия того, что структура полипропилена сохранится в изначальном состоянии.

Кстати, тара, расположенная в помещении, подвергается воздействию ультрафиолета в 5-10 раз меньше, чем изделия, находящиеся вне помещения. И последнее: около 60% от общего количества солнечных лучей воздействует на окружающие предметы в период с 10:00 до 14:00.

Как защитить полипропилен от ультрафиолета?

Единственный эффективный способ защитить полипропиленовую ткань – добавить в процессе производства специальные добавки – светостабилизаторы. Они предотвращают деструкцию (разрушение) под действием УФ. Распространенными разновидностями стабилизаторов считаются соединения никеля, органические амины, соединения бензофенонов и пр. 20% активного вещества в добавке сделает изделие из полипропилена стойким к солнечным лучам. Чем меньше процент, тем меньше прослужит полипропиленовый мешок под воздействием ультрафиолета.

Дозировка светостабилизатора зависит от нескольких факторов, среди которых особого внимания заслуживает:

• марка используемого полипропилена;
• наличие в составе дополнительных красителей и наполнителей;
• интенсивность ультрафиолетового излучения в регионе;
• требуемое количество времени стойкости ПП к солнечным лучам.

Также хотим обратить ваше внимание, что использование светостабилизаторов – это не стопроцентная защита ПП. Под понятием «ультрафиолетовая стабилизация», как правило, понимается следующий момент: изделие на протяжении указанного срока под воздействием УФ не потеряет более 50% изначального запаса прочности.

Проконсультироваться по этому вопросу можно или на сайте компании ООО «ВИАЛ», или позвонив нам по телефону (044) 223-0-225. При необходимости мы опишем особенности производственного процесса, наглядно продемонстрируем всем желающим основные этапы производства, в том числе и придание мешку УФ стабилизирующих свойств.

Руководство по выбору синтетических веревок

В этом статье рассмотрены основные свойства трех самых распространенных видов синтетических веревок: из полиамида, полипропилена и полиэфира. Материал веревки является основным фактором, определяющим ее прочность, сопротивляемость истиранию, удобство использования и цену. Имея базовое понимание различий между материалами, вам будет легче определиться в выборе изделия и понять, какое лучше всего соответствует вашим потребностям.

Полипропилен

Полипропиленовая веревка наиболее популярна благодаря своей цене. Из синтетических волокон полипропилен является самым дешевым сырьем. Он достаточно прочен для своего веса, но не очень устойчив к ультрафиолету, нагреву, истиранию. По этой причине канат из него является не лучшим выбором для долгосрочного уличного применения, где он будет подвергаться воздействию солнца или истирающих нагрузок (например, в системах блоков).

Его преимущества, кроме отличной цены, заключается в способности плавать на поверхности воды, то есть нулевое влагопоглощение. Диэлектрическая способность – еще одно важное качество полипропилена. Если веревка будет касаться электрического кабеля, то она не проведет ток. Именно поэтому ее безопасно использовать вблизи неизолированных проводов.

Плюсы: водостойкий, легкий, недорогой, диэлектрик, не тонет, широкая цветовая гамма.

Минусы: растягивается (хотя это может быть положительной особенностью), подвержен истиранию, низкие разрывные нагрузки, слабая устойчивость к УФ.

Применение: хозяйственные нужды, туризм, рыболовство, барьеры для плавательных дорожек, спасательные средства на воде.

Вывод: Веревка из полипропилена – бюджетный вариант для самых разных применений там, где она не будет подвергаться трению и воздействию ультрафиолета в течение длительного времени или там, где важна ее плавучесть (морская, речная тематика).

Нейлон (полиамид)

Полиамидная веревка обладает превосходной прочностью, стойкостью к перетиранию и способностью к растяжению, что делает ее наиболее подходящей для применений, связанных с буксировкой, швартовкой, страховкой грузов большого веса или других операций с ударными нагрузками.

Превосходя по прочности полипропилен, нейлон в отличие от него впитывает влагу и теряет около 15 % своей прочности при намокании. В большинстве случаев это не существенно, но этот факт следует учесть при покупке веревки, которая будет подвергаться воздействию воды. Стоит также отметить, что она плотнее, тяжелее и тонет в воде.

Полиамидная веревка подходит для работ со шкивами и лебедками, может использоваться в страховочных системах, спасательных операциях, а также в качестве якорного каната и швартовых концов. Благодаря эластичности она хорошо амортизирует рывковые нагрузки. Помимо прочности, полиамидные волокна обладают высокой устойчивостью к ультрафиолету.

Плюсы: прочность, стойкость к истиранию, устойчивость к ультрафиолетовому излучению.

Минусы: впитывает воду, ослабевает в воде, не плавает.

Применение: буксировочные и якорные канаты, лебедки, высотные работы, альпинизм, скалолазание, яхтенный спорт.

Вывод: Полиамидная веревка – лучший выбор для любого крепления и работы в условиях динамических нагрузок, так как обладает исключительной прочностью, самой высокой эластичностью и лучше других противостоит солнечному излучению. Однако амортизирующие свойства делают ее непригодной для фалов или иных применений, где требуется небольшое растяжение.

Полиэстер (полиэфир)

Полиэфирная веревка по прочности слегка уступает полиамидной, но в отличие от нее она не ослабевает во влажном состоянии. Она также обладает высокой устойчивостью к истиранию, не разрушается при нагревании и воздействии солнечной радиации. Известно, что она теряет только 10 % своей прочности после двух лет наружного использования.

Основным отличием полиэстера от нейлона является его относительно низкое растяжение под нагрузкой. Из-за этого свойства полиэфирная веревка подходит для применений, где эластичность нежелательна (такелажные стропы, гамаки, палатки, качели, шкоты, фалы). Она гибкая и мягкая даже при намокании, прекрасно справляется с жесткими погодными условиями.

Плюсы: не провисает, не вытягивается, большой срок службы под открытым небом, сохраняет прочность при намокании, устойчива к истиранию.

Минусы: дороже полиамида, тонет в воде, цветные волокна полиэфира могут обесцветиться, а белые стать коричневыми/зелеными в морской среде.

Применение: такелаж, лебедки, паруса, трос-лидер, растяжки, рыболовные снасти, хозяйственно-бытовые нужды.

Вывод: Полиэфирная веревка среди синтетических веревочных изделий имеет самую низкую растяжимость, а также лучшую стойкость к истиранию, ультрафиолету, химикатам. Она подойдет для самых разных применений на судах, в промышленности, повседневной жизни и везде, где требуется малорастяжимое, прочное и долговечное веревочное изделие.

Подведя итоги, предлагаем сравнительную таблицу, в которой приведены наиболее важные характеристики для трех рассмотренных выше синтетических материалов:

Полипропилен и ультрафиолет

Полипропилен применяется во многих областях: в производстве плёнок (особенно упаковочных), тары, труб, деталей технической аппаратуры, в качестве электроизоляционного материала, в строительстве и так далее. Однако при воздействии УФ-излучения полипропилен теряет свои эксплуатационные характеристики [7] вследствие развития процессов фотодеградации [5]. Поэтому для стабилизации полимера применяются различные УФ-абсорберы (УФ-фильтры) – как органические [2,6], так и неорганические: дисперсные металлические, керамические частицы, углеродные нанотрубки и волокна [4,3].

Для оценки степени фотодеградации полипропилена и композитов на его основе главным инструментом является ИК-спектроскопия. При деградации полимера происходит разрыв химических связей и окисление материала. Данные процессы находят свое отражение на
ИК-спектрах. По числу и положению пиков в ИК-спектрах поглощения можно судить о природе вещества (качественный анализ), а по интенсивности полос поглощения – о количестве вещества (количественный анализ) [1], а, следовательно, и оценить степень деградации материала.

Также о развитии процессов фотодеградации полимера можно судить по изменению структуры поверхности, подвергшейся облучению УФ. Это отражается на изменении краевого угла смачивания.

В данной работе методами ИК-спектроскопии и измерения краевого угла смачивания исследовался полипропилен, стабилизированный различными УФ-абсорберами.

2. Материалы и методика эксперимента

В качестве исходных материалов и наполнителей были использованы: полипропилен, низковязкий (ТУ 214535465768); многослойные углеродные нанотрубки диаметром не более 30 нм и длиной не более 5 мм; высокомодульное углеродное волоконо, марки ВМН-4; гексагональный нитрид бора.

Образцы с различной массовой долей наполнителя в полимерной матрице были получены из исходных материалов методом экструзионного перемешивания.

В качестве метода для исследования изменения молекулярной структуры полимерных композитов под действием ультрафиолетового излучения использовалась ИК-Фурье спектрометрия. Съемка спектров проводилась на спектрометре Thermo Nicolet 380 с приставкой для реализации метода нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО) Smart iTR с алмазным кристаллом. Съемка велась с разрешением 4 см-1, анализируемая область находилась в диапазоне 4000-650 см -1. Каждый спектр получен путем усреднения 32 проходов зеркала спектрометра. Спектр сравнения снимался перед съемкой каждого образца.

Для исследования изменения поверхности экспериментальных полимерных композитов под действием ультрафиолетового излучения использовался метод определения краевого угла смачивания дистиллированной водой. Измерения краевого угла смачивания проводятся при помощи системы анализа формы капли KRÜSS EasyDrop DSA20. Для расчета краевого угла смачивания использовался метод Юнга – Лапласа. В данном методе оценивается полный контур капли; при подборе учитывается не только межфазные взаимодействия, которые определяют контур капли, но и то, что капля не разрушается за счет веса жидкости. После успешного подбора уравнения Юнга – Лапласа определяется краевой угол смачивания как наклон касательной в точке касания трех фаз.

3. Результаты и их обсуждение

3.1. Результаты исследований изменения молекулярной структуры полимерных композитов

На спектре полипропилена без наполнителя (рисунок 1) присутствуют все характерные для данного полимера линии. В первую очередь это линии колебаний атомов водорода в функциональных группах CH3 и CH2. Линии в области волновых чисел 2498 см-1 и 2866 см-1 отвечают за асимметричные и симметричные валентные колебания метильной группы (CH3), а линии 1450 см-1 и 1375 см-1 в свою очередь обусловлены изгибными симметричными и асимметричными колебаниями той же группы. Линии 2916 см-1 и 2837 см-1 относят к линиям валентных колебаний метиленовых групп (CH2). Полосы на волновых числах 1116 см-1,
998 см-1, 974 см-1, 900 см-1, 841 см-1 и 809 см-1 принято относить к полосам регулярности, то есть к линиям, обусловленным областями регулярности полимера, также их иногда называют полосами кристалличности. Стоит отметить присутствие линии малой интенсивности в области 1735 см-1, которую следует относить к колебаниям связи C=O, что может быть связано с незначительным окислением полипропилена в процессе прессования. На спектре также присутствуют полосы, отвечающие за образование двойных связей C=C
(1650-1600 см-1), возникших после облучения образца УФ-излучением. Ко всему прочему, именно этот образец характеризуются максимальной интенсивностью линии C=O.

Рисунок 1. ИК спектры полипропилена после испытаний устойчивости к ультрафиолетовому излучению

В результате воздействия УФ-излучения на композиты, наполненные нитридом бора, образуются связи C=O (1735-1710 см-1) различной природы (альдегидной, кетонной, эфирной). На спектрах облученных УФ-излучением образцов чистого полипропилена и полипропилена, содержащего 40 % и 25 % нитрида бора, присутствуют полосы, как правило, отвечающие за образование двойных связей C=C (1650-1600 см-1). Полосы регулярности (кристалличности) в области волновых чисел 1300-900 см-1 на образцах полимерных композитов, подвергнутых УФ-облучению, заметно уширены, что говорит о частичной деградации кристаллической структуры полипропилена. Однако с увеличением степени наполнения полимерных композиционных материалов гексагональным нитридом бором деградация кристаллической структуры полипропилена уменьшается. УФ-воздействие также привело к повышению гидрофильности поверхности образцов, что выражается в присутствии широкой линии гидроксогруппы в области 3000 см-1.

Рисунок 2. ИК спектры полимерного композита на основе полипропилена с 25 % (масс.) нитрида бора гексагонального после испытаний устойчивости к ультрафиолетовому излучению

Спектры же полипропилена, наполненного 20 % (масс.) смесью углеродных волокон и нанотрубок до и после испытаний, практически не отличаются друг от друга, в первую очередь это вызвано искажением спектра в виду сильного поглощения ИК-излучения углеродной составляющей материала.

На основании полученных данных, можно судить о наличии в образцах композитов на основе полипропилена, углеродного волокна ВМН-4 и углеродных нанотрубок малого количества связей C=O, в виду присутствия пика в области 1730 см-1, однако, достоверно судить о количестве данных связей в образцах не представляется возможным в связи с искажениями спектров.

3.2. Результаты исследования изменения поверхности полимерных композитов

В таблице 1 представлены результаты исследования изменения поверхности экспериментальных образцов полимерных композитов, наполненных нитридом бора гексагональным. Анализ результатов позволяет сделать вывод о том, что наполнение полипропилена нитридом бора гексагональным повышает устойчивость поверхности полимерных композитов к ультрафиолетовому излучению. Увеличение степени наполнения приводит к меньшей деградации поверхности, проявляющейся в увеличении гидрофильности, что хорошо согласуется с результатами исследования изменения молекулярной структуры экспериментальных образцов полимерных композитов.

Таблица 1. Результаты изменения краевого угла смачивания поверхности полимерных композитов, наполненных нитридом бором гексагональным вследствие испытания устойчивости к ультрафиолетовому излучению