Изображение: ООО «Интернешнл Пластик Гайд»
С проблемой столкнулся главный технолог одного из российских кабельных заводов. Он обратился в компанию «Интернешнл Пластик Гайд» (IPG) с запросом: подобрать УФ-стабилизирующую добавку для выпуска цветного кабеля для наружной прокладки, которая позволит увеличить срок службы изделия под открытым солнцем с 3 до 15 лет.
Специалисты IPG проанализировали ситуацию с учетом особенностей технологии заказчика и подобрали разные типы светостабилизаторов под каждый полимер. В частности, для ПЭ был выбран концентрат HALS «Лайтформ ПЭ 83/20» на базе ПЭНП, а для ПВХ — УФ-стабилизатор PROVODBATCH PV-98113-UV».
Были проведены испытания УФ-стабилизаторов, которые показали их высокую эффективность. Добавки были введены в рецептуру оболочки кабеля, эксплуатируемого на открытом воздухе. В итоге заказчик отказался от перехода на компаунды большими тоннажами и принял решение использовать базовый полимер с малыми добавками.
Результаты внедрения
Помимо гарантированного срока эксплуатации до 15 лет, производитель кабеля получил возможность выходить на новые рынки, например, выпуская кабель для солнечных панелей, уличного освещения, а также для эксплуатации в северных и южных регионах.
Изменение рецептуры также привело к экономии на складском обслуживании, так как теперь не нужно держать десятки тонн премиального компаунда, а достаточно базового полимера и малых партий концентратов.
Справка
Фотоокисление полимеров — деградация полимерной поверхности за счет комбинированного действия света и кислорода. Это наиболее значимый фактор деградации пластиков. Фотоокисление приводит к разрыву цепей полимера, и материал становится все более хрупким.
В процессе эксплуатации материала молекулы или группы молекул (CH) поглощают световую энергию и переходят в возбужденное состояние (CH*) и стремятся избавиться от ее избытка.
Существуют несколько способов защиты от фотодеструкции. Во-первых — это УФ абсорберы, поглощающие УФ-излучение до того, как его поглотит молекула или группа молекул полимера и перейдет в возбужденное состояние. Второй способ — HALS (Hindered Amine Light Stabilizers). Это пространственно-затрудненные аминные светостабилизаторы, захватывающие свободные радикалы, которые образуются под действием УФ-излучения, предотвращая деструкцию полимера.
Выбор способа защиты зависит от типа полимера и длины волны, к которой чувствителен полимер. Механизмы деградации ПВХ и ПЭ разные, поэтому и способ стабилизации будет отличаться. Так, для защиты ПЭ рекомендуется использовать высокомолекулярные HALS, а для ПВХ больше подходит УФ-абсорбер, который защищает в нужном диапазоне.
