現在市場に出回っている UV 耐性プラスチックのベスト 5

人間の肌と同じように、プラスチックは紫外線による損傷を受けやすいです。コンポーネントを設計するときは、UV 腐食の影響を予測し、厳しい太陽に耐えられるように材料を準備する必要があります。幸いなことに、素材の耐紫外線性を高める方法はたくさんあります。

UV 耐性とは、UV 放射の吸収によって引き起こされる劣化を回避する材料の能力を指します。太陽の紫外線はポリマーの化学結合を分解し、プラスチックを摩耗させ、時間の経過とともに崩壊させます。これは光分解として知られています。

光分解は、変色 (特に「チョーキング」として知られる黄変または白化) を引き起こし、衝撃強度と引張強度の低下に寄与し、プラスチックを脆くし、ひび割れや破損を起こしやすくします。 UV 損傷は、不可逆的な変形の前に変化に抵抗する材料の能力である伸びにも悪影響を及ぼします。

製品の用途やその他のプロジェクトの要件に応じて、材料の UV 耐性が多かれ少なかれ必要になります。予想どおり、屋外での使用や産業用アプリケーションのコンポーネントは、最適な品質と性能を維持するために、一般的により高い UV 耐性を必要とします。

耐紫外線性に優れた 5 つのプラスチック

太陽光線に最もよく耐えることができるプラスチックに飛び込む前に、完全に紫外線に強い素材はほとんどないことを理解することが重要です.素材によって耐紫外線性は異なりますが、ほとんどのプラスチックでは耐紫外線性を向上させるために安定剤や添加剤が必要です。前述のように、温室用フィルム、窓枠、自動車部品、スタジアム シートなどの屋外用途のコンポーネントは、紫外線や長期的な光劣化の影響を最も受けやすくなっています。

それでは早速、UV 耐性プラスチックのトップ 5 を以下に示します。

アクリル

アクリルは、本質的に耐紫外線性を持つ唯一の製造材料の 1 つです。屋外用途で使用した場合、10 年間で 3% 程度の劣化しか受けない透明なプラスチックです。アクリルは耐傷性にも優れているため、長期間の使用に最適です。

アクリルは、屋外の看板やディスプレイ、照明器具、装飾パネル、カラー レンズなどに広く使用されています。残念ながら、アクリルはあまり強くありません。実際、アクリルは非常に硬くてもろいため、耐荷重部品や長期耐久性を必要とする部品にはほとんど使用されません。しかし、一部のコンポーネントについては、アクリルの UV 耐性により、投資する価値があります。

高密度ポリエチレン (HDPE)

HDPE は、耐久性がありながらも柔らかいため、遊具でよく使用される熱可塑性樹脂です。容易に溶けて成形し、他の熱可塑性プラスチックとは異なり、壊れたときに鋭く危険なエッジを形成しません。

HDPE は酸、アルコール、塩基に対して非常に耐性があり、落書きをはじくことができます。これは、光劣化に対するその強力な保護とともに、HDPE を屋外インフラストラクチャ、コンテナー、プラスチック玩具、屋外用家具、およびパイプの優れた候補にします. HDPE は丈夫で摩耗しにくいですが、アクリルよりもわずかに強いだけなので、高圧用途には適していません.

ポリカーボネート

ポリカーボネートは非常に耐衝撃性が高く、HDPE よりもはるかに強力です。さらに、アクリルに匹敵する透明性を提供します。ポリカーボネートは、大きな温度変化にも耐性があります。これらの要因により、ポリカーボネートは、ヘルメット、安全ゴーグルとシールド、安全窓、コンテナなどの頑丈な製品に使用するのに理想的な素材になっています.

ポリカーボネートは丈夫で耐久性がありますが、このリストにある多くの素材よりも高価です。決して価格に見合う価値がないと言っているわけではありません — 一部のコンポーネントでは、ポリカーボネートの耐久性、寿命、および相対的な UV 耐性は、より高い価格に見合うだけの価値があります.

ポリアミドイミド (PAI)

PAI は、優れた可鍛性と組み合わせて優れた UV 耐性を提供する高性能熱可塑性樹脂です。 PAI は、ポリアミド (ナイロン) とポリイミドの特性を組み合わせることで、強度が高く、化学的に耐性があり、融点が高いプラスチックになります。

PAI は、優れた強度と剛性、耐摩耗性、および低摩擦特性を備えています。これらの理由から、PAI は多くの場合、マグネット ワイヤ、手術器具、その他の厳しい公差と経時的な寸法安定性を必要とする部品に使用されます。 PAI は確かに高価であり、多くの場合、紫外線、その他の化学物質、および日常的な消耗に対して最大限の可能性を実現するには、高価な二次硬化プロセスが必要です。

ポリフッ化ビニリデン (PVDF)

PVDF は、信じられないほどの熱安定性、耐摩耗性シールド、および化学物質や UV 放射に対する保護を提供する UV 光耐性プラスチックです。耐熱性が高く、溶接が容易です。

PVDF には 2 つの形態があります。ホモポリマー PVDF は、コポリマー PVDF よりも高い強度、剛性、および熱たわみを誇ります。コポリマー PVDF は、剛性は低くなりますが、優れた耐衝撃性と耐応力亀裂性を提供します。どちらの形態の PVDF も、化学薬品タンクのライナー、半導体装置、および継手、シール、ガスケット、ノズル、配管、ポンプ、バルブ部品などのコンポーネントに使用されています。

プラスチックの耐紫外線性の向上

上記のプラスチックはさまざまな程度の UV 放射に対する耐性を提供しますが、ベース ポリマーを保護するために UV 耐性添加剤またはキャップを追加することで、これらの材料や他のプラスチックの UV 耐性を高めることができます。キャップ、または保護シールは、光劣化の影響を制限し、素材の外観を改善して、製品の寿命と美観を向上させるのに役立ちます.

UV 耐性添加剤には、ブロッカー、吸収剤、安定剤の 3 種類があります。ブロッカーはプラスチックを保護層でコーティングし、紫外線から保護します。カーボンブラックは、強力で効果的で、屋外用途で非常に一般的なブロッカーであり、約 2% の割合で紫外線をブロックします。顔料である二酸化チタンも、効果的なブロッキングまたはスクリーニングのソリューションです。

吸収剤は通常、紫外線を吸収し、代わりに熱などの害の少ない波長を放出するように設計された有機化合物です。 2 つの一般的な吸収剤は、ベンゾフェノンとベンゾトリアゾールです。ベンゾトリアゾールは、材料に対する色の影響が少なく、低用量で使用できます。多くの場合、ベンゾトリアゾールは、透明性を維持するためにアクリルやポリカーボネートと組み合わせて使用​​されます。ベンゾフェノンは、ポリ塩化ビニル (PVC) やポリオレフィンと組み合わせて使用​​されることがよくあります。これら 2 つのプラスチックは紫外線に対する耐性があまりないためです。

吸収剤とは異なり、安定剤は化学的手法を使用してポリマーの結合が切断されるのを防ぎます。これらの化学物質は UV 放射を放散し、ポリマーの化学結合を攻撃しない低い UV レベルを生成します。ヒンダード アミン光安定剤 (HALS) は、励起された UV 反応を安定した化学反応に変える一般的な吸収剤です。

UV 耐性プラスチックで部品を作り始める

紫外線や放射線から完全に保護されているプラ​​スチックはありませんが、多くのプラスチックは優れたレベルの耐紫外線性を備えており、寿命を延ばし、伸びを防ぎ、チョーキング、強度の低下、もろさの増加などの光劣化の影響を防ぎます。材料を選択する際に十分な注意を払うことが重要です。これにより、パーツが意図したとおりにできるだけ長く機能する能力に自信を持つことができます。

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