تاثیر اشعه فرابنفش بر مواد پلاستیکی

دسته: مقالات منتشر شده در 20 آبان 1399
نوشته شده توسط Admin بازدید: 120

اشعه فرابنفش چه تاثیراتی بر مواد پلاستیکی دارد؟

به همان اندازه که قرارگیری در معرض اشعه فرابنفش می تواند برای پوست شما خطرناک باشد، مواد پلاستیکی نیز می‌توانند در برابر چنین تابش هایی فرسوده و خراب شوند. برای مهندسها این بدین معنی باشد که تمام پروژه هایی که به استفاده از مواد پلاستیکی نیاز دارند، ممکن است چندان ساده پیش نروند و در نهایت احتمال بروز خرابی های عملکردی و افزایش هزینه لازم برای چنین پروژه هایی وجود خواهد داشت. خبر خوب این است که روشهای متفاوتی وجود دارد تا بتوانیم به کمک آن ها مقاومت مواد پلاستیکی را در برابر اثرات آسیب زا کاهش دهیم.

 

اشعه فرابنفش و خطرات ناشی از آن

اشعه فرابنفش یکی از طیف های الکترومغناطیس می باشد و به طور کلی به سه دسته مختلف تقسیم می‌شود که عبارتند از UVA ، UVB و UVC. طول موج نور مرئی بسیار کم می‌باشد و در مقیاس یک میلیاردم متر اندازه گیری می شود و در واقع یک میلیاردم متر با نام نانومتر شناخته می شود. UVA طول موجی برابر با 320 تا 400 نانومتر دارد و این در حالی است که UVB طول موجی برابر با ۲۸۰ تا ۳۲۰ نانومتر خواهد داشت و این در حالی است که طول موج UVC برابر با صد تا ۲۸۰ نانومتر می باشد. اگر پوست انسان در معرض تابش های UVA قرار بگیرد تیره خواهد شد و این در حالی است که UVB می تواند باعث سوختگی پوست شود و در نهایت آثار ناشی از قرارگیری در معرض UVC نیز باعث نابودی تمامی میکرو اورگانیزم های غیر فعال شده و این کار نیز توسط تخریب نوکلئیک اسید و DNA صورت خواهد گرفت. این پرتوها خود باعث می شود تا عملکرد حیاتی سلول‌ها مختل شود.

 

تابش های متفاوت از اشعه فرابنفش و تاثیر آن در مواد پلاستیکی

در صورتی که ماده پلاستیکی موردنظر شما در برابر اشعه فرابنفش قرار گرفته باشد و آسیب دیده باشد در نهایت شما چنین مواردی را مشاهده خواهید کرد: ظاهری گچی مانند که رنگ های سفید روی آن مشاهده می ‌شود، ایجاد شکنندگی سطحی به روی ماده و حتی تغییر رنگ سطح ماده مورد نظر شما. اما به طور کلی تعدادی از قطعات و محصولات پلاستیکی می توانند آسیب بیشتری در مقابل اشعه فرابنفش را متحمل شوند همانند قطعات خودرو که به عنوان پر ریسک ترین شناخته می شود. تمامی اثرات نامبرده شده باعث می شود تا سطح محصول مورد نظر شما تغییر کند و حتی تعدادی از محصولات پلاستیکی بعد از چنین آسیبی در نهایت کاملا فرسوده می‌شوند و کارکرد خود را از دست می‌دهند و در صورتی که شما پروژه خود را به مرحله نهایی رسانده اید و یا کاملا تکمیل شده است ممکن است این خبر برای شما چندان مطلوب نباشد.

 

رادیکال های آزاد و انرژی اشعه فرابنفش

زمانی که پرتوهای فرابنفش توسط پلاستیک ها جذب شوند، انرژی ناشی از آنها می‌تواند باعث فعالیت بیشتر فوتونها شود که در نهایت خود رادیکال‌های آزاد را ایجاد می‌کند و پیش از آنکه ما مطلع شویم روند تخریب آغاز خواهد شد زیرا باقیمانده‌های کاتالیزوری نیز به عنوان گیرنده ها عمل خواهند کرد. در حقیقت دسته‌ای از پلاستیک های خالص نمی توانند تابش اشعه فرابنفش را جذب کنند و در نهایت باعث می‌شوند تا پروژه و یا محصول پلاستیکی شما در معرض خطر بسیار بالایی قرار بگیرد. البته شما می توانید محصول ساخته شده خود را در برابر اشعه فرابنفش قرار ندهید و از تجزیه ناشی از آن پیشگیری کنید. مسدود کننده ها، پایدارساز ها و جذب کننده ها می توانند اثر بسیار مثبتی داشته باشند و این درحالی است که تیتانیوم اکسید نیز ماده ای بسیار موثر در چنین زمینه ای می باشد. این در حالی است که بنزو فنون ها و سایر ترکیبات ارگانیک می توانند اشعه فرابنفش را به خوبی جذب کنند و آن را بحالت حرارت و گرما از خود انتشار دهند که در نهایت خطرات کمتری به همراه خواهد داشت. پایدار ساز های اشعه فرابنفش را می ‌توان برای تعدادی از محصولات مختلف استفاده کرد تا در نهایت مشکلات ناشی از قرارگیری در برابر این تابش را از بین برد. نمونه‌ ای از این محصولات عبارتند از: پلی اولفین همانند لوله های مقاوم در برابر گرما و درپوش ها، نایلون همانند اتصال دهنده های کابلی، دستگیره و اتصال دهنده ها. هیچ وقت با خود تصور نکنید که هر کدام از این محصولات می توانند کاملا در برابر اشعه فرابنفش مقاوم باشند زیرا در اکثر موارد چنین حالتی صدق می کند و حتماً باید به دنبال واژه مقاوم در برابر اشعه فرابنفش در توضیحات محصول باشید. بیشتر محصولاتی که با نام کربن سیاه شناخته می‌شوند رنگ سیاهی دارند و می توانند خطر چنین فرسایشی را کاهش دهند زیرا می‌توانند نوعی پوشش سطحی حفاظت کننده را برای ماده مورد نظر شما به وجود آورند. ایجاد پوششی آهنی و یا رنگ می تواند در این گزینه‌ها جای گیرد و این درحالی است که کربن سیاه خود نوعی گزینه کم‌هزینه می باشد و یا حتی می توان آن را به عنوان یک جایگزین نیز به کار برد.

 

کدام دسته از پلاستیک ها آسیب پذیری بیشتری در برابر تابش های اشعه فرابنفش دارند؟

در صورتی که میخواهید پروژه جدیدی انجام دهید، بهتر است بدانید که کدام دسته از پلاستیک ها با قرارگیری در معرض تابش های اشعه فرابنفش بیشتر فرسایش پیدا خواهند کرد. پلی پروپیلن و پلی اتیلن های سبک وزن در صدر این لیست قرار می‌گیرند و اشعه فرابنفش واکنشی را با پیوندهای کربی در ساختار اصلی این مواد به وجود خواهد آورد و در نهایت این مواد با اکسیژن در فضای اتمسفری واکنش می دهند و گروه‌های کربن در زنجیره اصلی به وجود خواهند آمد و قسمت‌هایی از محصولات نهایی شما که در معرض این دسته از تابش ها قرار گرفته اند، ممکن است ترک بردارند و یا رنگ خود را از دست دهند. علاوه بر تمامی موارد عنوان شده پلاستیک هایی که مقاومت چندانی در برابر اشعه فرابنفش ندارند، ممکن است جذابیت ظاهری خود را نیز از دست بدهند شده همانند جدایی بخش های رنگی و یا تغییر رنگ ماده به سمت رنگ زرد یا حتی سفید. این تاثیرات در نهایت خود عاملی هستند که تمامی هزینه های پرداخت شده را از بین خواهند برد و مدت زمان لازم برای جایگزینی قطعات را نیز افزایش خواهند داد.

 

آیا حملات ناشی از تابش اشعه فرابنفش به روی مواد پلاستیکی را می توان کشف نمود؟

حتماً این عبارت را شنیده اید که پیشگیری بهتر از درمان است و اگر هم این مورد را به خاطر بسپارید بهتر است که اثرات ناشی از اشعه فرابنفش را برای پروژه خود با سرعت بسیار بیشتری کشف کنید. بهتر است قبل از آغاز کار چنین اقداماتی را انجام دهید. اولین نشانه بسیار مشخصی که در این محصولات مشاهده می‌شود بروز ترکهای عمیق بروی آن است. شما می توانید این کار را با استفاده از طیف سنجی مادون قرمز انجام دهید که شامل ایجاد واکنشی بین تابش های مادون قرمز با محصول موردنظر شما می‌شود و به طور کلی به منظور شناسایی و یا مطالعه در خصوص مواد شیمیایی به کار برده می شود. این روش بیشتر بر مبنای طیف سنجی جذب عمل می‌کند و از طیف سنجهای مادون قرمز استفاده می کند که به منظور شناسایی و کشف گروه های کربنی پیش از ایجاد مشکلات جدی به کار برده می شود.

 

مواد ضد اشعه فرابنفش چه تاثیرات مثبتی در این روند خواهند داشت؟

می‌توان انواعی از مواد شیمیایی ضد اشعه فرابنفش را با محصولات اولیه سازنده ماده ترکیب نمود و این در حالی است که هنوز قالب گیری تزریقی و شکل‌گیری اصلی ماده پلاستیکی انجام نشده است و در آینده می ‌توان از آسیب های ناشی از پرتوهای خورشید پیشگیری نمود. جالب است بدانید که تمام مواد شیمیایی کاربردی در این ترکیبات پیشگیری‌کننده شباهت بسیار زیادی با آنهایی دارند که در کرم های ضد آفتاب به کار برده میشود. در حالی که کرم های ضدآفتاب از پوست در برابر حملات تابش های فرابنفش مراقبت می‌کنند، سایر مواد شیمیایی به کار برده شده در پایدارساز های فرابنفش که به مواد پلاستیکی اضافه می‌شوند نیز چنین کارکردی دارد. اما اشعه فرابنفش تنها گزینه ای نیست که می تواند برای پلاستیک آسیب از باشد بلکه سایر فاکتورهای محیطی از نور تا مواد شیمیایی و حتی حرارت می‌توانند نقش مهمی در فرسایش انواعی از مواد پلاستیکی داشته باشند که در پروژه شما مورد استفاده قرار می گیرد. حتی تعدادی از اسیدها، مواد قلیایی و نمک ها نیز نقشی منفی در تغییرات وضعیت ماده پلیمری خواهند داشت و می توانند باعث از هم گسستگی شیمیایی و یا تخریب پذیری زیستی شوند. روش های متفاوتی نیز قادرند تا وزن مولکولی ماده پلیمری را برای بازیافت کاهش دهند و این تغییرات معمولاً با نام سالخوردگی شناخته می شوند زیرا می‌توانند تاثیر بسیار بزرگی برای طول مدت عمر یک محصول و یا ظاهر آن داشته باشند.

اگر شما می خواهید پروژه خود را به آرامی و با بهترین نتایج ممکن پیش ببرید بنابراین اهمیت زیادی دارد که از پلاستیک های مقاوم در برابر اشعه فرابنفش استفاده کنید و این درحالی است که بخواهید آنها را در برابر اشعه فرابنفش قرار دهید. اما در صورتیکه شما محصول مورد نظر خود را برای فضای داخل خانه و به دور از نور آفتاب تهیه می کنید، بنابراین در این امکان وجود دارد که از بین گزینه های بسیار بیشتری انتخاب خود را انجام دهید.

مترجم: ف. ال احمد