Los principales factores que afectan el rendimiento de las piezas de plástico durante el uso incluyen la temperatura, los productos químicos, la radiación y el tiempo, a los que nos referimos como los cuatro principales asesinos del rendimiento de las piezas de plástico.

Asesino 1: La temperatura

Todos los materiales termoplásticos, incluidos PC, ABS, PBT y nylon, se ablandarán y derretirán a una cierta temperatura.incluso a temperaturas más bajas, la exposición a largo plazo de los materiales termoplásticos a ambientes calentados puede tener un impacto negativo significativo en su rendimiento.

La razón principal es que el calor puede causar la ruptura de las cadenas moleculares del plástico, lo que resulta en una disminución del peso molecular del plástico y una disminución del rendimiento.La disminución del rendimiento se refleja principalmente en la elasticidad y la dureza, y otros resultados también se verán afectados.

▲ Ruptura de la cadena molecular

La temperatura a la que los materiales plásticos comienzan a degradarse depende únicamente del grupo químico del polímero y de los mecanismos químicos implicados (oxidación, despolimerización, etc.).Esta degradación puede reducirse añadiendo estabilizadores térmicosSin embargo, la degradación sigue ocurriendo; sólo ocurre a un ritmo menor a temperaturas más altas.

Si la temperatura ambiente es demasiado alta, puede causar que las piezas plásticas se deformen, se derritan e incluso provoquen un incendio.

Asesino 2: Productos químicos

Como muchos otros materiales, el termoplástico también es muy susceptible a los ataques químicos.Solventes (como la pintura y los diluyentes de pintura)El uso de la gasolina y los combustibles, o los detergentes y los agentes de limpieza.

Sin embargo, también hay sustancias químicas en todo tipo de cosas que encontramos en nuestra vida diaria, desde lociones para protegernos del sol hasta cremas hidratante, lápiz labial e incluso agua.

A menudo consideramos que el agua es una sustancia inerte, pero para ciertas sustancias como el hierro en bruto, el contacto con el agua puede causar inmediatamente una reacción química.

Afortunadamente, la mayoría de los materiales termoplásticos no reaccionan químicamente con el agua.

Pero también hay algunos materiales termoplásticos, como el nylon, que pueden absorber agua.que hace que el material se expanda y también actúa como plastificante, haciendo que el material sea más duro, más flexible y más dúctil, al tiempo que reduce su resistencia mecánica.

▲ Tasa de retención del módulo de flexión del nylon de diferentes grados después de la absorción de agua

Algunos plásticos, como el PBT, son propensos a la hidrólisis a altas temperaturas.que puede romperse cuando se coloca en agua a temperaturas superiores a su temperatura de transición de vidrioEl ambiente ácido formado por la hidrólisis acelera la reacción de hidrólisis, lo que resulta en una fuerte disminución del rendimiento.

Una vez usé un plástico PBT, y después de 1000 ciclos de doble 85 pruebas, el interior de la pieza de plástico casi se había convertido en harina. Con sólo una ligera fuerza, la pieza podría romperse.

Por supuesto, métodos como la adición de estabilizadores de hidrólisis al PBT pueden evitar este problema.

Si los materiales termoplásticos serán sometidos a ataques químicos o en qué medida se verán afectados depende de tres factores principales.

El primer y más importante factor es si el plástico reacciona con esta sustancia química.También puede permanecer inalterado a bajas temperaturas, pero puede verse afectada por la exposición a altas temperaturas.

El segundo factor es la concentración relativa de sustancias químicas; si la exposición a largo plazo es constante o intermitente; y la duración de la exposición.

El tercer factor es el mecanismo químico. ¿Esta sustancia química actúa como plastificante? Si es así, es reversible o permanente?degradación del plástico, o sólo la decoloración de la superficie?

Tubo de CPVC roto debido al contacto con sellador incompatible

Asesino 3: La radiación

Otra condición de uso final que afecta a los materiales termoplásticos es la radiación.que es una sustancia que libera partículas y energía durante la desintegración nuclearPero la radiación es un término más amplio que describe el proceso de las ondas electromagnéticas que se propagan en el espacio.

Las ondas electromagnéticas son una forma de energía compuesta por campos eléctricos y magnéticos. Estas ondas pueden tener longitudes de onda tan pequeñas como 1 picómetro (10-12 metros) y tan grandes como 100 megómetros (106 metros),Este rango de longitud de onda se conoce comúnmente como espectro electromagnético, comenzando por los rayos gamma (menos de 10 pm), incluyendo rayos X, rayos ultravioleta, luz visible,rayos infrarrojos, microondas y ondas de radio.

La energía transportada por estas ondas disminuye a medida que aumenta la longitud de onda. Los rayos gamma transportan la mayor cantidad de energía, seguidos por los rayos X, y luego los rayos ultravioleta.las ondas electromagnéticas se denominan colectivamente ondas "luz", aunque el término "luz" se usa comúnmente para describir la luz visible, que se compone de ondas electromagnéticas con longitudes de onda aproximadamente entre 390 y 750 nanómetros.

Al elegir materiales termoplásticos, a veces nos preocupamos si ellos y sus aditivos bloquearán las ondas electromagnéticas de una frecuencia dada o las transmitirán sin pérdida.en aplicaciones ópticas, normalmente queremos que toda la luz en el espectro visible sea transmitida sin tener en cuenta otras longitudes de onda.Podemos querer bloquear una cierta cantidad de luz visible o longitudes de onda dentro del rango ultravioletaAlternativamente, en las aplicaciones de blindaje electrónico, es posible que deseemos evitar la transmisión de ondas electromagnéticas dentro de una cierta banda de frecuencia del espectro de radiofrecuencia (RF).

Sin embargo, también tenemos que considerar el impacto de las ondas electromagnéticas en el polímero de plástico en sí.especialmente en el extremo inferior del espectro (a través de rayos gamma de radiación ultravioleta)Si el polímero es transparente a estas ondas, la energía pasará a través. Sin embargo, si el polímero bloquea esta transmisión, la energía será absorbida o convertida en calor.que conduce a la ruptura de la cadena molecular del polímero.

Cambios de la película de polímero de plástico PS antes y después de la irradiación UV

Una de las razones por las que la luz solar causa tal daño a los materiales (no sólo a los materiales termoplásticos) es que contiene ondas electromagnéticas no sólo en el espectro visible,pero también en el infrarrojo y el espectro ultravioletaLa luz solar directa a largo plazo y continua significa que los materiales absorben una gran cantidad de energía, lo que generalmente tiene efectos nocivos.

Los electrodomésticos se vuelven amarillos por exposición prolongada a lámparas fluorescentes

El salpicadero del coche se rompió bajo exposición prolongada a la luz solar.

El tiempo.

Como dice el dicho: el tiempo es un cuchillo para matar cerdos, el cuchillo es mortal!

¡Lo mismo ocurre con las piezas de plástico!

Con el tiempo, especialmente cuando se combina con uno o más factores, casi siempre conduce a una pérdida de las propiedades del material plástico.La mayoría de los datos de ensayo utilizados para evaluar los impactos ambientales se crean utilizando el tiempo como variable..

Por ejemplo, se utilizan ensayos de envejecimiento a altas temperaturas para evaluar las consecuencias de una exposición prolongada a altas temperaturas,y mediciones regulares de ciertas propiedades mecánicas (como la resistencia a la tracción) pueden reflejar cambios en el rendimiento a lo largo del tiempo.

De manera similar, las pruebas de resistencia a la intemperie se utilizan típicamente para evaluar los efectos a largo plazo de la exposición a entornos exteriores.químico, y los efectos de la radiación (principalmente ultravioleta) medidos a lo largo de varios días, semanas, meses o años.

Y estos ensayos pueden incluir diferentes factores en función del área de aplicación de las piezas de plástico: por ejemplo,Las pruebas de intemperie en ciertas zonas deben dirigirse a altas temperaturas y alta radiación ultravioleta en ambientes secos., mientras que las pruebas de intemperie en ciertos lugares se dirigen a la alta humedad y alta radiación ultravioleta en entornos subtropicales, a veces con la adición de efectos de sal.Aunque estos ensayos se realizan generalmente con un cierto factor de aceleración, su objetivo es predecir el rendimiento a largo plazo de las piezas de plástico después de meses y años de exposición.

Para evaluar el impacto de la exposición a una de las condiciones anteriores, es necesario medir y comparar los datos de rendimiento de las piezas de plástico antes y después de la exposición.Porque cualquier cambio en los datos de rendimiento será obvio, es fácil predecir el impacto en el rendimiento.