In che modo il contenuto di pigmenti (TiO₂ 0,5% rispetto a. 2%) in una guaina riscaldante in PFA (perfluoroalcossi) bianco modifica la resistenza alla degradazione UV quando utilizzato all'aperto con esposizione occasionale alla luce solare?
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I riscaldatori a guaina bianca in PFA con pigmento di biossido di titanio (TiO 2 ) sono utilizzati per applicazioni esterne con esposizione minima alla luce solare per riflettere i raggi UV. La protezione UV è limitata allo 0,5% di TiO2 e la superficie del polimero si degrada (sfarinamento, screpolature) dopo 2.000-4.000 ore di esposizione ai raggi UV. La resistenza ai raggi UV con TiO 2 al 2% è notevolmente migliorata con un tempo di degradazione di 8.000–12.000 ore. Le particelle di TiO 2 assorbono e diffondono la luce UV proteggendo così le catene polimeriche.
Il meccanismo di protezione UV del TiO2
TiO_2 è un assorbitore UV-avente un bandgap di 3,2 eV (anatasio) o 3,0 eV (rutilo). Assorbe la luce UV (300-400 nm) e trasforma l'energia in calore. Le particelle diffondono inoltre la luce UV. Ciò aumenta la lunghezza del viaggio attraverso il polimero. Più siti di assorbimento e diffusione sono forniti da un contenuto di TiO₂ più elevato. Se la superficie non viene gestita adeguatamente, il TiO₂ può favorire la rottura del polimero. Consigliato: Rutil TiO₂ rivestito con allumina/silice.
Degradazione UV quantificata in funzione del contenuto di TiO2
PFA ha dimostrato quanto segue nei test UV accelerati controllati da QUV (lampade UVA-340, 60 gradi). Il tempo necessario per lo sfarinamento della superficie allo 0% di TiO₂ (PFA naturale) è di 500-1000 ore e il tempo per la fessurazione è di 1000-2000 ore. Il tempo per lo sfarinamento è di 2.000–4.000 ore e il tempo per la fessurazione è di 4.000–6.000 ore a 0,5% TiO₂. Con l'1% di TiO2 il tempo di sfarinamento è di 4.000-7.000 ore e la durata di cracking è di 7.000-10.000 ore. Con il 2% di TiO₂, il tempo di sfarinamento è di 8.000-12.000 ore e il tempo di cracking è di 12.000-20.000 ore. Al 5% di TiO₂, il tempo di sfarinamento è di 15.000-25.000 ore e la durata di cracking è di 25.000-40.000 ore.
Guida alla selezione del contenuto di TiO2 per applicazioni esterne
Contenuto di TiO₂ (%) Tempo di sfarinamento della superficie (ore) Tempo di fessurazione (ore) Consigliato per uso esterno
0 (naturale) 500-1,000 1,000-2.000No 0.5 2,000-4,000 4,000-6.000 Limitato 1.0 4,000-7,000 7,000-10.000 Sì (occasionalmente) 2.0 8.000-12,000 12.000-20.000 Sì
5.0 15,000-25,000 25,000-40.000 Sì (in corso)
La specifica consapevole
Per un riscaldatore PFA, che viene utilizzato all'esterno con luce solare intermittente, viene utilizzato un contenuto di TiO2 rutilico al 2% con trattamento superficiale per inibire l'attività fotocatalitica. L'ingegnere aggiunge pigmenti stabilizzanti UV ai riscaldatori PFA per allungarne la vita all'aperto.
