در صنعت تولید محصولات پلیمری، ارزیابی دو شاخص حیاتی پایداری نوری (Lightfastness) و مقاومت جوی (Weather Fastness) نقشی بنیادین در تضمین طول عمر، حفظ کیفیت ظاهری و ثبات خواص فیزیکی قطعاتی دارد که در معرض تابش اشعه ماوراء بنفش (UV) یا محیط‌های بیرونی قرار می‌گیرن هنگام توسعه و فرمولاسیون تخصصی مستربچ برای این نوع کاربردها، بررسی هم‌زمان سه فاکتور کلیدی الزامی است: نخست آن‌که چه نوع قطعه پلیمری قرار است ساخته شود، دوم آن‌که این محصول به چه میزان و برای چه مدت‌زمانی در معرض عوامل آب‌وهوایی خواهد بود، و سوم این‌که محصول نهایی در چه منطقه جغرافیایی توزیع می‌گردد. چرخه حیات و دوام قطعات پلیمری در اقلیم‌های مرطوب یا سردسیر با کشورهایی که دارای شاخص‌های UV بسیار بالا هستند تفاوت چشمگیری دارد و آگاهی از این جزئیات، پایه و اساس سفارش و طراحی فرمولاسیون آزمایشگاهی مستربچ را تشکیل می‌دهد.

از دیدگاه شیمی پایه، پایداری نوری بیانگر میزان مقاومت رنگ‌دانه‌ها و بستر پلیمری در برابر تابش مداوم نور، به‌ویژه نور خورشید با سهم بالای اشعه UV است. قرارگیری در معرض این پرتوها موجب وقوع فرآیند تخریب شیمیایی موسوم به اکسایش نوری (Photooxidation) می‌شود که پیامدهای ساختاری نظیر ایجاد ترک‌خوردگی‌های سطحی، افت شدید خواص مکانیکی و فیزیکی پلیمر، و همچنین تغییرات بصری ماندگار مانند رنگ‌پریدگی و زوال شید رنگی را به همراه دارد. باید توجه داشت که پایداری نوریِ مطلق و دائمی وجود ندارد و فرآیند تخریب نوری را نمی‌توان به‌طور کامل متوقف ساخت، بلکه هدف از بهینه‌سازی فرمولاسیون، کند کردن این فرآیند تا حد ممکن است. با افزایش شدت تابش اشعه UV، نیاز به استفاده از پیگمنت‌های تخصصی‌تر و پایدارکننده‌های قوی‌تر افزایش می‌یابد. در همین راستا، متناسب با الزامات محصول می‌توان از مستربچ‌های ترکیبی (شامل رنگ‌دانه، فیلر و افزودنی‌های پایدارکننده) یا مستربچ‌های افزودنی خالص فاقد رنگ ( مانند سری محصولات LIFOSTAB) بهره جست.

برای سنجش دقیق پایداری نوری در مواد اولیه یا فرمولاسیون‌های جدید، رایج‌ترین روش آزمایشگاهی استفاده از مقیاس پشم آبی (Blue Wool Scale) است که به‌صورت دستی و چشمی ارزیابی می‌شود. این مقیاس شامل درجه‌بندی ۱ (پایداری بسیار کم) تا ۸ (پایداری بسیار بالا) است. در این آزمون، هشت نوار پشم آبی که به دلیل نوع رنگ‌دانه خود نرخ رنگ‌پریدگی متفاوتی در برابر نور دارند، همراه با نمونه پلیمری در شرایط تابش قرار می‌گیرند. بخشی از نمونه و نوارهای پشم پوشانده شده و پس از طی زمان تابش‌دهی، میزان تغییر رنگ نمونه با نوارهای پشم مقایسه می‌گردد تا رتبه پایداری نوری دقیق آن تعیین شود.

از سوی دیگر، مقاومت جوی مفهومی به‌مراتب گسترده‌تر از پایداری نوری دارد؛ زیرا علاوه بر تابش نور خورشید و پرتوهای UV، تأثیر مجموعه کامل عوامل محیطی نظیر نوسانات شدید دما، رطوبت، باران، یخبندان، باد و آلاینده‌های موجود در هوا را ارزیابی می‌کند. سنجش مقاومت جوی در آزمایشگاه با استفاده از دستگاه‌های شبیه‌ساز شرایط جوی (Weathering Machine)  انجام می‌پذیرد. این دستگاه‌ها با بهره‌گیری از لامپ قوس زنون (Xenon Arc) جهت بازسازی طیف نور و مطابق با استاندارد بین‌المللی DIN EN ISO 4982-2، قادرند تمامی شرایط آب‌وهوایی مانند گرما، باران و یخبندان را تا ۳۰۰۰ ساعت و بر اساس سفارش مشتری شبیه‌سازی کنند. در این آزمون، نمونه‌های قالبی تزریق‌شده در فواصل زمانی مختلف درون دستگاه قرار گرفته و پس از اتمام دوره، نمونه‌های جوی‌شده با نمونه‌های شاهد و جوی‌نشده به‌صورت چشمی مقایسه می‌شوند. درجه‌بندی مقاومت جوی حاصل از این ارزیابی، در یک مقیاس ۱ (بسیار ضعیف) تا ۵ (بسیار عالی) گزارش می‌گردد.

 

icon
گفت‌وگوی آنلاین
×
ایتا Whatsapp chat