腈纶的性能

丙烯酸2的性能

腈纶的性能

我们被要求看看亚克力的表现和打破亚克力窗口所需的力量,该窗口拟合在2001年以来一直在服务的大篷车中。不幸的是,没有提供检查和随后的物理分析。

影响解决方案是一个UKAS认证ISO 17025实验室,是英国通知机构,隶属于施工制品规定。因此,我们在石油和天然气,建筑,基础设施和包装的广泛材料和行业中拥有丰富的故障分析经验,并且能够确定可能影响丙烯酸性能的因素。

它被认为在摩托车窗口和屋顶上使用丙烯酸材料在过去几十年中是一个非常常见的做法。与矿物玻璃窗相比,丙烯酸剂更便宜,以及它们产生更好的机械性能。它们的最大优势虽然是它们的密度较低,这使得它们比玻璃更轻,直接影响材料运输和燃料成本。但是,像大多数商品塑料一样的丙烯酸类对玻璃窗具有主要缺点;它们易于长期热/紫外线暴露和/或化学侵蚀(有机溶剂等),最终可能变得更脆。这两个因素是过去一系列丙烯酸失败的主要原因。假设从2001年服务的大篷车将暴露于显着的紫外线暴露(阳光),以及来自不同家庭化学品或溶剂的广泛的化学照射,并且还将划伤和筹码从其划痕和芯片划伤服务。所有这些因素可能会显着降低窗口的影响性能。

紫外线照射

由于丙烯酸的基本分子结构,它容易受到热辐射、紫外线辐射和化学侵蚀。与传统的矿物玻璃不同,丙烯酸树脂是一种主要以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)聚合物为基础的有机材料。来自太阳照射的紫外线辐射会在聚合物结构内引起光化学效应,从而导致材料的降解。紫外线辐射越强或暴露在紫外线下的时间越长,降解就越严重。吸收的紫外线能激发聚合物塑料中的光子,进而产生自由基。虽然许多纯塑料不能吸收紫外线辐射,但催化剂残留物和其他杂质(例如:氧、钠)的存在,即使是微量的,也往往会充当自由基受体。这些自由基最终会导致共价聚合物键的断裂,导致降解,使材料更容易发生灾难性的脆性失效。聚合物的降解也会使聚合物表面呈现出肉眼可见的黄色。

UV暴露对聚合物机械性能的影响一直是开发科学家和工程师的主要关注,并且已经发表了许多研究报告。In the particular case of the impact performance of acrylic glazing (PMMA) polymer upon exposure to UV, this has been investigated by S M Haliwell, “Weathering of plastics glazing materials”, Loughborough University, 1996. In this study, PMMA windows have been exposed to accelerated weathering machines (Q-UV) and tested for their impact performance using the falling weight method following the ISO 6603-1:1985 method. The graph shown in figure 1 below, presents the impact resistance of the PMMA against the accelerated weathering time under UV-A and UV-B conditions. It is evident from the graph that the energy at break is reduced to almost 50% after 1000hours of exposure to UV-A which corresponds to 1 year of actual exposure to sun.

腈纶的性能图1所示。破坏时的冲击能量(Nm或J)与风化暴露(小时)

作为预防措施,丙烯酸通常填充紫外线添加剂,以防止风化。但是,用太多的UV添加剂填充丙烯酸是不现实的,也不划算,因此,添加剂的水平取决于应用和成品的目标成本。亚克力玻璃很有可能是紫外线防护的,但它们的防护仅限于玻璃的暴露程度、使用和年代。常见的紫外线添加剂在时间上被消耗到水分子中。

在其他一些高价值的外部产品中,我们通常看到10年的紫外线防护,所以假设该窗户自2001年以来一直在使用,它很可能已经受到紫外线暴露的显著影响,这反过来又大大降低了其冲击性能。

热劣化

当塑料长时间暴露在高温(高于室温)或接近冰点的低温下时,其机械性能会下降。这是典型的外部产品暴露,我们都知道汽车在夏天的阳光下会有多热。在第一种情况下,分子软化,这可能允许保护性添加剂滤出塑料或加速热降解。在第二种情况下,在低温情况下,塑料分子更“硬”,即在冻结状态,大大降低了它们的冲击性能。

化学攻击

丙烯酸可能会过早失效或变得脆后,特定的化学物质的攻击或污染的家庭应用。例如,丙酮(在清甲油中发现),即使是微量的丙酮也会攻击和溶解聚甲基丙烯酸甲酯分子,留下微裂缝,显著削弱整体材料。

结论

由于该产品自2001年以来一直在使用,我们可以合理地假设,长期暴露在紫外线辐射、环境和化学攻击下,将大大削弱丙烯酸的冲击性能,使其更加脆弱,即使在低冲击能量下也会导致灾难性的断裂。

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