IranPolymer.com
 
 مقاله

اثر نور خورشيد بر لوله¬های پلي¬اتيلنی

همان¬طور که در شماره پيشين شرح داده شد، لوله¬هاي پلي¬اتيلني در برابر نور خورشيد، بويژه بخش غير مرئي آن يعني نور فرابنفش که با طول موج¬هاي کوتاه شناخته مي¬شود، آسيب¬پذير مي¬باشند. به عبارتي نورUV توسط فرآيند تخريب نوري سبب گسيختگي زنجيرهاي بسپاري شده که این تخریب رنگ، خواص مکانيکي و ... را تحت تاثير قرار مي¬دهد. به منظور پيش¬گيري و يا به تاخير انداختن اين پديده از افزودني¬هايي مانند دوده يا بنزوفنون استفاده مي¬شود که با جذب، پخش يا عبور نور تخريب را کاهش مي¬دهند. در اين گزارش با شرح سازوکار تخريب نور فرابنفش به بررسي شرايط بومي ايران و مقايسه آن با نقاط ديگر جهان مي¬پردازيم.

اشعه فرابنفش
اشعه فرابنفش 6/4% از طيف نور خورشيد را به خود اختصاص مي¬دهد، ليکن مسئول عمده آسيب به زنجير بسپار مي¬باشد. محدوده طول موج کامل اشعه UV از 280 تا 400 نانومتر مي¬باشد و مضرترين قسمت آن مربوط به طول موج بين 280 تا 315 نانومتر است.











شکل1. طیف نور خورشید.

چرا اشعه UV موجب تغيير پلی¬اتیلن مي¬شود؟
همان¬طور که در جدول 1 نشان داده شده است، انرژي نور فرابنفش بسيار بيشتر از انرژي لازم براي شکستن پیوندهاي معمول موجود در پلي¬اتيلن مي¬باشد. در اين حالت انرژي لازم براي برانگيختن و ايجاد راديکال¬هاي آزاد فراهم مي¬گردد. اين راديکال¬ها با ادامه فرآيند شکست راديکالي (مراجعه شود به مقاله تاثير ریخت¬شناسی و توزيع دوده بر پايداري و مقاومت جوي پلي¬اتيلن : شماره قبل) سبب کوتاه شدن زنجيرها و به تبع آن شکننده شدن قطعه مي¬گردند (بويژه اگر سطح نمونه در معرض نور قرار گيرد). علاوه بر اين نور فرابنفش شاخص مذاب پلي¬اتيلن را افزايش مي¬دهد که ناشي از ادامه فرآيند تخريب راديکالي و ايجاد زنجيرهاي شاخه¬دار مي¬باشد. افزايش شاخص مذاب موجب کاهش ازدياد طول تا حد پارگي و خواص ضربه¬اي نمونه مي¬گردد.
انرژي لازم براي شکست پیوند (KJ/mol) نوع پیوند در پلي اتيلن انرژي موجود در هر کدام از طول موج¬ها ( )
طول موج نور (nm)
347 (C - C)کربن - کربن 647 189
413 (C - H)کربن - هيدروژن 473 253
607 (C = C)پیوند دوگانه کربن - کربن 228 315
جدول1. انرژي اشعه فرابنفش با طول موج¬هاي مختلف و نيز انرژي لازم براي شکست پیوندهاي پلي-اتيلن.
شکل 2 تاثیر آسیب UV را به صورت ترک بر سطح نمونه پلی¬اتیلن نشان می¬دهد.














شکل2. ترک¬های سطحی پلی¬اتیلن در اثر اشعه فرا بنفش.
اشعه فرابنفش خود به اجزاء مختلف تقسيم مي¬شود. جدول 2 ويژگي¬هاي اين اجزاء را نشان مي¬دهد. از آن¬جايي که به منظور بررسي اثر نور خورشيد بويژه اشعه فرابنفش بر مقاومت محصولات پلي¬اتيلني، تطابق شرايط آزمون با واقعيت از اهميت بسزايي برخوردار مي¬باشد، در انتخاب اشعه اعمالي بر قطعه بايد دقت لازم را مبذول کرد.

طول موج نور (nm) نوع نور فرابنفش
380 – 320 UV – A
320 – 280 UV – B
280 – 180 UV – C
800 - 280 نور طبيعي خورشيد
جدول2. اجزاي تشکيل دهنده اشعه فرا بنفش.

تاثير موقعيت محل برشدت تخريب توسط اشعه فرابنفش
با تغيير شرايط آب و هوايي و ارتفاع از سطح درياي مناطق مختلف، ميزان شدت تخريب اشعه فرابنفش تغيير مي¬نمايد. در شکل 3 ميزان سهم هر منطقه از جهان از اشعه فرابنفش را نشان مي¬دهد. با افزايش هر 5/0 کيلومتر ارتفاع، تخريب 5/3 درصد افزايش مي¬يابد. علاوه بر اين درجه حرارت و ميزان رطوبت نيز تاثيرگذار مي¬باشد.


شکل3 . سهم مناطق مختلف از اشعه فرابنفش بر حسب کيلوژول بر سانتي متر مکعب ( ) در يک سال.
همان¬طور که در شکل 3 نشان داده شده است سهم ايران در حدود 700 از اشعه فرابنفش در سال است.

 
اشتراک اخبار اطلاعات درج آگهی ‪Copyright © 2014 Iran Polymer. All rights reserved.‌