Probleme moderne ale științei și educației. Sape rezistente la UV: mituri si realitate Principiul imprimarii ultraviolete

După ce am colectat o colecție semnificativă de hifomicete de culoare închisă izolate din diferite habitate, am început să studiem relația dintre izolatele fungice naturale și radiația UV. Acest studiu a făcut posibilă identificarea diferențelor de rezistență la UV între speciile și genurile larg răspândite din familia Dematiaceae în sol, pentru a determina distribuția acestei trăsături în cadrul fiecărei biocenoze, semnificația ei taxonomică și ecologică.

Am studiat rezistența la razele UV (254 nm, intensitatea dozei 3,2 J/m2) a 291 de culturi fungice izolate din luncă și luncă-lunca (21 de specii din 11 genuri), de munte înalt (25 de specii din 18 genuri) și saline ( 30 specii 19 genuri) soluri. Când am studiat rezistența la UV a culturilor de Dematiaceae izolate din soluri saline plate din sudul RSS Ucrainei, am plecat de la presupunerea că, odată cu creșterea condițiilor de viață nefavorabile din cauza salinității solului, s-ar acumula un număr mai mare de specii rezistente de hifomicete de culoare închisă. în ea decât în ​​alte soluri. În unele cazuri, a fost imposibil să se determine rezistența la UV din cauza pierderii sau sporulării sporadice a speciilor.

Am studiat izolatele naturale de hifomicete de culoare închisă, prin urmare, fiecare probă a fost caracterizată printr-un număr inegal de culturi. Pentru unele specii rare, dimensiunea eșantionului nu a permis o prelucrare statistică adecvată.

Răspândit și frecvent întâlnit genul Cladosporium este reprezentat de cel mai mare număr de tulpini (131), spre deosebire de genurile Diplorhinotrichum, Haplographium, Phialophora etc., izolate doar în cazuri izolate.

Am împărțit condiționat ciupercile studiate în foarte rezistente, rezistente, sensibile și foarte sensibile. Foarte rezistenți și rezistenți au fost cei a căror rată de supraviețuire după 2 ore de expunere la razele UV a fost mai mare de 10% și, respectiv, de la 1 la 10%. Am clasificat speciile a căror rată de supraviețuire a variat de la 0,01 la 1% și de la 0,01% și mai jos ca fiind sensibile și foarte sensibile.

Au fost relevate fluctuații mari ale rezistenței UV a hipomicetelor de culoare închisă studiate - de la 40% sau mai mult la 0,001%, adică în cinci ordine de mărime. Aceste fluctuații sunt oarecum mai mici la nivel de gen (2-3 ordine) și specii (1-2 ordine), ceea ce este în concordanță cu rezultatele obținute asupra bacteriilor și culturilor de țesuturi de plante și animale (Samoilova, 1967; Zhestyanikov, 1968) .

Dintre cele 54 de specii studiate din familia Dematiaceae, Helminthosporium turcicum, Hormiscium stilbosporum, Curvularia tetramera, C. lunata, Dendryphium macrosporioides, Heterosporium sp., Alternaria tenuis și o parte semnificativă a tulpinilor de Stemphylium sarciniforme sunt foarte rezistente la iradierea UV pe termen lung. la 254 nm. Toate se disting prin pereții celulari rigizi, intens pigmentați și, cu excepția Dendryphium macrosporioides, Heterosporium sp. și Hormiscium stilbosporum, aparțin grupelor Didimosporae și Phragmosporae din familia Dematiaceae, caracterizate prin conidii multicelulare mari.

Un număr semnificativ mai mare de specii sunt rezistente la razele UV. Acestea includ specii din genurile Alternaria, Stemphylium, Curvularia, Helminthosporium, Bispora, Dendryphion, Rhinocladium, Chrysosporium, Trichocladium, Stachybotrys, Humicola. Trăsăturile distinctive ale acestui grup, ca și celei precedente, sunt conidiile mari, cu pereții rigizi, intens pigmentați. Printre acestea, un loc semnificativ au ocupat și ciupercile din grupele Didimosporae și Phragmosporae: Curvularia, Helminthosporium, Alternaria, Stemphylium, Dendryphion.

23 de specii de hifomicete de culoare închisă sunt clasificate ca fiind sensibile la UV: Oidiodendron, Scolecobasidium, Cladosporium, Trichosporium, Haplographium, Periconia, Humicola fusco-atra, Scytalidium sp., Alternaria dianthicola, Monodyctis sp., Peyronella sp., Curvularia etc. De remarcat Vă rugăm să rețineți că speciile A. dianthicola și C. pallescens, ale căror conidii sunt mai puțin pigmentate, sunt sensibile la razele UV, deși alte specii din aceste genuri sunt rezistente și chiar foarte rezistente.

Conform diviziunii acceptate, speciile din genul Cladosporium, care este larg răspândit și reprezentat în studiile noastre de cel mai mare număr de tulpini, sunt clasificate ca fiind sensibile (C. linicola, C. hordei, C. macrocarpum, C. atroseptum. C. brevi-compactum var. tabacinum) și foarte sensibile (C . elegantulum, C. transchelii, C. transchelii var. semenicola, C. griseo-olivaceum).

Speciile din genul Cladosporium aparținând primului grup s-au distins prin pereții celulari destul de denși, intens pigmentați, aspri, în contrast cu al doilea grup de specii, ai căror pereți celulari erau mai subțiri și mai puțin pigmentați. Speciile sensibile, a căror rată de supraviețuire după iradiere cu o doză de 408 J/m 2 a fost mai mică de 0,01%, au fost Diplorhinotrichum sp., Phialophora sp., Chloridium apiculatum etc. Hipomicetele de culoare închisă cu spori mari au fost absente în aceasta. grup. Speciile foarte sensibile la iradierea UV aveau conidii mici, slab pigmentate sau aproape incolore.

La unele specii de Dematiaceae a fost studiată morfologia conidiilor formate în urma iradierii cu o doză de 800 J/m2. Conidiile Cladosporium transchelii, C. hordei, C. elegantulum și C. brevi-compactum formate după iradiere sunt de obicei mai mari decât cele ale speciilor neiradiate. Această tendință a fost deosebit de clară la conidiile bazale. Modificări vizibile în morfologia conidiilor au fost observate și la speciile cu spori mari, rezistente la UV, Curvularia geniculata, Alternaria alternata, Trichocladium opacum, Helminthosporium turcicum, acestea au fost detectate numai după iradiere cu doze mari de raze UV ​​de ordinul 10 3 J /m 2. În același timp, conidiile Curvularia geniculata s-au alungit vizibil și au devenit aproape drepte în conidiile Alternaria alternata, numărul despărțitorilor longitudinali a scăzut până au dispărut complet, iar ele însele au devenit mai mari decât cele de control; Dimpotrivă, conidiile lui N. turcicum au devenit mai mici, numărul de septuri din ele a scăzut, iar uneori septurile au devenit curbate. În conidiile de Trichocladium opacum s-a observat apariția unor celule individuale, neobișnuit de umflate. Astfel de modificări ale morfologiei indică tulburări semnificative în procesele de creștere și diviziune la ciupercile iradiate.

Studiul izolatelor naturale de ciuperci din familia Dematiaceae a confirmat o anumită dependență a rezistenței UV de dimensiunea conidiilor și de pigmentarea membranelor acestora. De regulă, conidiile mari sunt mai stabile decât cele mici. De remarcat că indicatorul pe care l-am ales - supraviețuirea - al ciupercilor cu conținut de melanină după iradierea cu o doză de 408 J/m 2 indică rezistența mare a grupului de ciuperci în ansamblu, depășind-o pe cea a microorganismelor unice Micrococcus radiodurans. (Moseley, Copland, 1975) și Micrococcus radiophilus (Lewis, Kumita, 1972). Este destul de evident că natura acestui fenomen necesită un studiu suplimentar cu implicarea unor specii foarte rezistente și rezistente din familia Dematiaceae.

Am studiat distribuția trăsăturii de rezistență la UV la ciupercile de culoare închisă izolate din solurile de luncă inundabilă, saline și de munte înaltă, care a fost reprezentată grafic. Curbele rezultate semănau cu curbele de distribuție normale (Lakin, 1973). Rata de supraviețuire a majorității (41,1 și 45,8%) culturilor izolate din solurile de luncă și, respectiv, saline ale Ucrainei, după o doză de 408 J/m 2 (expunere de 2 ore) a fost de 0,02-0,19%, iar rezistența la aceasta. factorul a fost distribuit în 6 ordine de mărime. În consecință, ipoteza privind creșterea rezistenței la iradierea UV a hifomicetelor de culoare închisă din solurile saline nu a fost confirmată.

Rezistența la UV a speciilor de munte înalt din familia Dematiaceae a fost semnificativ diferită de cea descrisă mai sus, ceea ce s-a reflectat în schimbarea poziției vârfului curbei și a intervalului de distribuție.

Pentru 34,4% dintre culturi, rata de supraviețuire a fost de 0,2-1,9%. Rata de supraviețuire de 39,7% din izolate a depășit 2%, adică curba de distribuție a trăsăturii de rezistență UV este deplasată către rezistență crescută la iradierea UV. Domeniul de distribuție pentru această proprietate nu a depășit patru ordine de mărime.

În legătură cu diferențele identificate în distribuția trăsăturii de rezistență la UV la speciile și genurile de câmpie și munte înalt din familia Dematiaceae, a părut oportun să se verifice de ce apar: datorită apariției predominante a rezistențelor foarte rezistente și rezistente la UV. specii de hifomicete de culoare închisă în solurile de munte sau există o rezistență crescută la radiațiile UV a tulpinilor de munte înalte din aceeași specie sau gen în comparație cu tulpinile de câmpie. Pentru a demonstra aceasta din urmă, s-a făcut o comparație a culturilor din familia Dematiaceae izolate pe suprafața solurilor de câmpie și de munte înalt, precum și de la orizonturile de suprafață (0-2 cm) și adânc (30-35 cm) ale terenurilor de șes. soluri de luncă. Este evident că astfel de ciuperci sunt în condiții extrem de inegale. Probele pe care le-am folosit au făcut posibilă analizarea, pe baza rezistenței la UV, a 5 genuri comune din familia Dematiaceae, izolate la suprafața solurilor de câmpie și de înaltă munte. Doar tulpinile izolate din solurile de munte înalte ale speciilor din genul Cladosporium și Alternaria sunt semnificativ mai rezistente decât tulpinile izolate din solurile de câmpie. Dimpotrivă, rezistența UV a tulpinilor izolate din solurile de câmpie a fost semnificativ mai mare decât cea din solurile montane înalte. În consecință, diferențele în raport cu razele UV în micoflora zonelor cu insolație crescută (solurile de munte înalt) sunt determinate nu numai de apariția predominantă a genurilor și speciilor rezistente de Dematiaceae, ci și de posibila adaptare a acestora la astfel de condiții. Ultimul punct are evident o semnificație specială.

O comparație a rezistenței la UV a culturilor din cele mai comune genuri de hifomicete de culoare închisă izolate de la suprafață, expuse la lumină și orizonturile profunde ale solului a arătat absența diferențelor semnificative statistic între ele. Gama de variație a trăsăturii de rezistență la razele UV la izolatele naturale ale speciilor de Dematiaceae răspândite a fost în mare parte aceeași la izolatele de câmpie și de munte înaltă și nu a depășit două ordine de mărime. Variabilitatea largă a acestei trăsături la nivel de specie asigură supraviețuirea unei părți stabile a populației speciilor în condiții nefavorabile din punct de vedere ecologic pentru acest factor.

Studiile efectuate au confirmat rezistența la UV excepțional de mare a speciilor Stemphylium ilicis, S. sarciniforme, Dicoccum asperum, Humicola grisea, Curvularia geniculata, Helminthosporium bondarzewi, relevată în experiment, în care, după o doză de iradiere de aproximativ 1,2-1,5 ∙ 10 3 J/m2 până la 8-50% din conidii au rămas în viață.

Următoarea sarcină a fost studierea rezistenței unor specii din familia Dematiaceae la doze biologic extreme de radiații UV și artificiale. lumina soarelui(ISS) de mare intensitate (Zhdanova et al. 1978, 1981).

Am iradiat un monostrat de conidii uscate pe un substrat de gelatină conform metodei lui Lee, modificată de noi (Zhdanova, Vasilevskaya, 1981) și am obținut rezultate comparabile, fiabile statistic. Sursa de radiații UV a fost o lampă DRSh-1000 cu filtru UFS-1, care transmite raze UV ​​de 200-400 nm. Intensitatea fluxului luminos a fost de 200 J/m 2 ∙ s. S-a dovedit că Stemphylium ilicis, Cladosporium transchelii și mai ales mutantul său Ch-1 sunt foarte rezistente la acest efect.

Astfel, rata de supraviețuire a S. ilicis după o doză de 1 ∙ 10 5 J/m 2 a fost de 5%. 5% supraviețuire pentru mutanții Ch-1, C. transchelii, K-1 și mutanții BM a fost observată după doze de 7,0 ∙ 104; 2,6 ∙ 10 4 ; 1,3 ∙ 10 4 și, respectiv, 220 J/m 2. Grafic, moartea conidiilor de culoare închisă iradiate a fost descrisă printr-o curbă exponențială complexă cu un platou extins, în contrast cu supraviețuirea mutantului BM, care a respectat o dependență exponențială.

În plus, am testat rezistența ciupercilor care conțin melanină la ASC de mare intensitate. Sursa de radiație a fost un iluminator solar (OS - 78) bazat pe o lampă cu xenon DKsR-3000, care furnizează radiații în intervalul de lungimi de undă 200-2500 nm cu o distribuție spectrală a energiei apropiată de cea a soarelui. În acest caz, ponderea energiei în regiunea UV a fost de 10-12% din fluxul total de radiații. Iradierea a fost efectuată în aer sau în condiții de vid (106,4 μPa). Intensitatea radiației în aer a fost de 700 J/m 2 ∙ s și în vid - 1400 J/m 2 ∙ s (0,5 și respectiv 1 doză solară). O doză solară (constantă solară) este valoarea fluxului total de radiație solară în afara atmosferei terestre la distanța medie Pământ-Soare care cade pe 1 cm 2 de suprafață în 1 s. Iradierea specifică a fost măsurată folosind o tehnică specială la poziția probei folosind un luxmetru 10-16 cu un filtru suplimentar de densitate neutră. Fiecare tulpină a fost iradiată cu cel puțin 8-15 doze de radiație crescânde succesiv. Timpul de iradiere a variat de la 1 minut la 12 zile. Rezistența la ASC a fost evaluată prin rata de supraviețuire a conidiilor fungice (numărul de macrocolonii formate) în raport cu martorul neiradiat, luată ca 100%. Au fost testate în total 14 specii din 12 genuri din familia Dematiaceae, dintre care 5 specii au fost studiate mai detaliat.

Rezistența culturilor de C. transchelii și a mutanților săi la ASC depindea de gradul de pigmentare a acestora. Grafic, a fost descris printr-o curbă exponențială complexă cu un platou extins de rezistență. Valoarea LD de 99,99 la iradierea în aer pentru mutantul Ch-1 a fost de 5,5 ∙ 10 7 J/m 2, cultura originală de C. transchelii - 1,5 ∙ 10 7 J/m 2, mutanții de culoare deschisă K-1 și BM - 7,5 ∙ 10 6 și respectiv 8,4 ∙ 10 5 J/m 2. Iradierea mutantului Ch-1 în condiții de vid s-a dovedit a fi mai favorabilă: rezistența ciupercii a crescut vizibil (LD 99,99 - 2,4 ∙ 10 8 J/m 2), tipul de curbă de supraviețuire a dozei sa schimbat (curba multicomponentă). Pentru alte tulpini, o astfel de iradiere a fost mai distructivă.

Când se compară rezistența la razele UV și ASC de mare intensitate a culturilor de C. transchelii și mutanții săi, s-au găsit multe asemănări, în ciuda faptului că efectul ASC a fost studiat asupra conidiilor „uscate” și a fost o suspensie apoasă de spori. iradiat cu raze UV. În ambele cazuri, s-a constatat o dependență directă a rezistenței fungice de conținutul de pigment de melanină PC din membrana celulară. O comparație a acestor proprietăți indică participarea pigmentului la rezistența ciupercilor la ASC. Mecanismul propus mai jos pentru efectul fotoprotector al pigmentului de melanină face posibilă explicarea rezistenței pe termen lung a ciupercilor care conțin melanină la dozele totale de raze UV ​​și ASC.

Următoarea etapă a muncii noastre a fost să găsim culturi de ciuperci care conțin melanină care sunt mai rezistente la acest factor. S-au dovedit a fi specii din genul Stemphylium, iar rezistența culturilor de S. ilicis și S. sarciniforme în aer este aproximativ aceeași, extrem de mare și descrisă de curbe multicomponente. Doza maximă de radiație de 3,3 ∙ 10 8 J/m 2 pentru culturile menționate a corespuns valorii DL de 99. În vid, cu iradiere mai intensă, rata de supraviețuire a culturilor de Stemphylium ilicis a fost puțin mai mare decât cea a S. sarciniforme (LD 99 este 8,6 ∙ 10 8 și respectiv 5,2 ∙ 10 8 J/m 2), adică supraviețuirea acestora aproape la fel și a fost descrisă și prin curbe multicomponente cu un platou extins la nivelul de supraviețuire de 10 și 5%.

Astfel, a fost descoperită o rezistență unică a unui număr de reprezentanți ai familiei Dematiaceae (S. ilicis, S. sarciniforme, mutantul C. transchelii Ch-1) la iradierea de mare intensitate pe termen lung. Pentru a compara rezultatele obținute cu cele cunoscute anterior, am redus cu un ordin de mărime valorile dozelor subletale primite pentru obiectele noastre, deoarece razele UV (200-400 nm) ale instalației OS-78 au reprezentat 10% din ea. fluxul luminos. În consecință, rata de supraviețuire de ordinul 10 6 -10 7 J/m 2 în experimentele noastre este cu 2-3 ordine de mărime mai mare decât cea cunoscută pentru microorganismele foarte rezistente (Hall, 1975).

În lumina ideilor despre mecanismul acțiunii fotoprotectoare a pigmentului melanină (Zhdanova și colab., 1978), interacțiunea pigmentului cu cuante de lumină a dus la foto-oxidarea acestuia în celula fungică și ulterior la stabilizarea procesului datorită fototransfer reversibil de electroni. Într-o atmosferă de argon și în vid (13,3 m/Pa), natura reacției fotochimice a pigmentului de melanină a rămas aceeași, dar fotooxidarea a fost mai puțin pronunțată. Creșterea rezistenței UV a conidiilor hipomicetelor de culoare închisă în vid nu poate fi asociată cu efectul de oxigen, care este absent atunci când probele „uscate” sunt iradiate. Aparent, în cazul nostru, condițiile de vid au contribuit la scăderea nivelului de fotooxidare a pigmentului de melanină, care este responsabil pentru moartea rapidă a populației celulare în primele minute de iradiere.

Astfel, un studiu al rezistenței la radiațiile UV a aproximativ 300 de culturi de reprezentanți ai familiei Dematiaceae a arătat o rezistență UV semnificativă la acest efect al ciupercilor care conțin melanină. În cadrul familiei, s-a stabilit eterogenitatea speciilor pe această bază. Rezistența la UV depinde probabil de grosimea și compactitatea aranjamentului granulelor de melanină în peretele celular al ciupercii. A fost testată rezistența unui număr de specii de culoare închisă la sursele de raze UV ​​de mare putere (lămpi DRSh-1000 și DKsR-3000) și a fost identificat un grup de specii extrem de stabil, semnificativ superior în această proprietate față de astfel de tipuri de microorganisme. ca Micrococcus radiodurans si M. radiophilus. Un model unic de supraviețuire al hifomicetelor de culoare închisă a fost stabilit în funcție de tipul de curbe cu două și mai multe componente care au fost descrise pentru prima dată de noi.

S-a realizat un studiu privind distribuția trăsăturii de rezistență la razele UV a hifomicetelor de culoare închisă în solurile montane înalte din Pamir și Pamir-Alai și în solurile de luncă din Ucraina. În ambele cazuri seamănă cu o distribuție normală, dar micoflora solurilor de munte înalt a fost dominată în mod clar de specii rezistente la UV din familia Dematiaceae. Acest lucru indică faptul că insolația solară provoacă schimbări profunde în micoflora orizontului solului de suprafață.

S-a menționat deja mai sus (a se vedea articolul anterior) că razele UV sunt de obicei împărțite în trei grupuri, în funcție de lungimea de undă:
[*]Radiația cu undă lungă (UVA) – 320-400 nm.
[*]Medie (UVB) – 280-320 nm.
[*]Radiația cu undă scurtă (UVC) – 100-280 nm.
Una dintre principalele dificultăți în luarea în considerare a impactului radiațiilor UV asupra materialelor termoplastice este că intensitatea acesteia depinde de mulți factori: conținutul de ozon în stratosferă, nori, altitudine, înălțimea soarelui deasupra orizontului (atât în ​​timpul zilei, cât și pe tot parcursul zilei). an) și reflecții. Combinația tuturor acestor factori determină nivelul intensității radiației UV, care se reflectă pe această hartă a Pământului:

În zonele colorate în verde închis, intensitatea radiațiilor UV este cea mai mare. În plus, trebuie luat în considerare faptul că creșterea temperaturii și umidității sporesc și mai mult efectul radiațiilor UV asupra materialelor termoplastice (vezi articolul anterior).

[B] Efectul principal al expunerii la radiații UV asupra materialelor termoplastice

Toate tipurile de radiații UV pot provoca un efect fotochimic în structura materialelor polimerice, care poate fi fie benefic, fie poate duce la degradarea materialului. Cu toate acestea, similar pielii umane, cu cât intensitatea radiației este mai mare și cu cât lungimea de undă este mai scurtă, cu atât este mai mare riscul de degradare a materialului.

[U]Degradare
Principalul efect vizibil al radiațiilor UV asupra materialelor polimerice este apariția așa-numitului. „pete calcaroase”, decolorare pe suprafața materialului și fragilitate crescută a suprafețelor. Acest efect poate fi observat adesea pe produsele din plastic care sunt utilizate în mod constant în aer liber: scaune de stadion, mobilier de gradina, film cu efect de seră, rame de ferestre etc.

În același timp, produsele termoplastice trebuie adesea să reziste la expunerea la tipuri și intensități de radiații UV care nu se găsesc pe Pământ. Vorbim, de exemplu, despre elemente de nave spațiale, care necesită utilizarea unor materiale precum FEP.

Efectele notate mai sus din impactul radiațiilor UV asupra materialelor termoplastice sunt observate, de regulă, pe suprafața materialului și rareori pătrund în structură mai adânc de 0,5 mm. Cu toate acestea, degradarea materialului pe suprafață sub sarcină poate duce la distrugerea produsului în ansamblu.

[U]Buff-uri
Recent, acoperirile polimerice speciale, în special cele pe bază de poliuretan-acrilat, „auto-vindecare” sub influența radiațiilor UV, au găsit o utilizare pe scară largă. Proprietățile dezinfectante ale radiațiilor UV sunt utilizate pe scară largă, de exemplu, în răcitoare pentru apă potabilăși poate fi îmbunătățit în continuare prin proprietățile bune de permeabilitate ale PET. Acest material este folosit și ca strat protector pe lămpi insecticide UV, asigurând transmisie de până la 96% din fluxul luminos cu o grosime de 0,25 mm. Radiația UV este, de asemenea, utilizată pentru a restabili cerneala aplicată pe o bază de plastic.

Efectul pozitiv al expunerii la radiațiile UV provine din utilizarea reactivilor de albire fluorescenți (FWA). Mulți polimeri lumina naturala au o nuanță gălbuie. Cu toate acestea, prin introducerea FWA în material, razele UV sunt absorbite de material și emit raze înapoi în domeniul vizibil al spectrului albastru cu o lungime de undă de 400-500 nm.

[B]Expunerea la radiații UV pe materialele termoplastice

Energia UV absorbită de termoplastice excită fotonii, care la rândul lor formează radicali liberi. În timp ce multe materiale termoplastice în forma lor naturală, pură, nu absorb radiația UV, prezența reziduurilor de catalizator și a altor contaminanți care servesc drept receptori în compoziția lor poate duce la degradarea materialului. Mai mult, pentru a începe procesul de degradare, sunt necesare fracțiuni mici de poluanți, de exemplu, o miliardime de sodiu din compoziția policarbonatului duce la instabilitatea culorii. În prezența oxigenului, radicalii liberi formează hidroperoxid de oxigen, care rupe dublele legături din lanțul molecular, făcând materialul fragil. Acest proces este adesea numit foto-oxidare. Cu toate acestea, chiar și în absența hidrogenului, degradarea materialului are loc din cauza proceselor asociate, ceea ce este tipic în special pentru elementele navelor spațiale.

Printre materialele termoplastice care au rezistență nesatisfăcătoare la radiațiile UV în forma lor nemodificată se numără POM, PC, ABS și PA6/6.

PET, PP, HDPE, PA12, PA11, PA6, PES, PPO, PBT sunt considerate suficient de rezistente la radiațiile UV, la fel ca și combinația PC/ABS.

PTFE, PVDF, FEP și PEEK au o rezistență bună la radiațiile UV.

PI și PEI au o rezistență excelentă la radiațiile UV.

S-au obtinut materiale compozite pe baza de polipropilena rezistente la radiatiile UV. Pentru a evalua gradul de fotodegradare a polipropilenei și a compozitelor pe baza acestuia, principalul instrument a fost spectroscopia IR. Când polimerul se degradează, se rupe legături chimiceși oxidarea materialului. Aceste procese sunt reflectate în spectrele IR. De asemenea, desfășurarea proceselor de fotodegradare a polimerului poate fi judecată prin modificări ale structurii suprafeței expuse la iradierea UV. Acest lucru se reflectă în modificarea unghiului de contact. Polipropilena stabilizată cu diverși absorbanți UV a fost studiată utilizând spectroscopie IR și măsurători ale unghiului de contact. Nitrura de bor, nanotuburi de carbon cu pereți multipli și fibre de carbon au fost folosite ca umpluturi pentru matricea polimerică. Au fost obținute și analizate spectrele de absorbție IR ale polipropilenei și compozitelor pe baza acesteia. Pe baza datelor obținute s-au determinat concentrațiile de filtre UV din matricea polimerică necesare pentru protejarea materialului de fotodegradare. În urma studiilor, s-a stabilit că umpluturile utilizate reduc semnificativ degradarea suprafeței și a structurii cristaline a compozitelor.

polipropilenă

radiații UV

nanotuburi

nitrură de bor

1. Smith A. L. Spectroscopie IR aplicată. Fundamente, tehnică, aplicații analitice. – M.: Mir, 1982.

2. Bertin D., M. Leblanc, S. R. A. Marque, D. Siri. Degradarea polipropilenei: investigații teoretice și experimentale // Degradarea și stabilitatea polimerului. – 2010. – V. 95, I.5. – P. 782-791.

3. Guadagno L., Naddeo C., Raimondo M., Gorrasi G., Vittoria V. Effect of carbon nanotubes on the photo-oxidative durability of syndiotactic polypropylene // Polymer Degradation and Stability. – 2010. – V.95, I. 9. – P. 1614-1626.

4. Horrocks A. R., Mwila J., Miraftab M., Liu M., Chohan S. S. Influența negrului de fum asupra proprietăților polipropilenei orientate 2. Termică și fotodegradare // Degradarea și stabilitatea polimerului. – 1999. – V. 65, I.1. – P. 25-36.

5. Jia H., Wang H., Chen W. Efectul de combinație al stabilizatorilor de lumină cu amine împiedicate cu absorbanții UV asupra rezistenței la radiații a polipropilenei // Fizica și chimia radiațiilor. – 2007. – V.76, I. 7. – P. 1179-1188.

6. Kaczmarek H., Ołdak D., Malanowski P., Chaberska H. Efectul iradierii UV cu lungime de undă scurtă asupra îmbătrânirii compozițiilor de polipropilenă / celuloză // Degradarea și stabilitatea polimerului. – 2005. – V.88, I.2. – P. 189-198.

7. Kotek J., Kelnar I., Baldrian J., Raab M. Structural transformations of isotactic polypropylene induced by heating and UV light // European Polymer Journal. – 2004. – V.40, I.12. – P. 2731-2738.

1. Introducere

Polipropilena este utilizată în multe domenii: în producția de filme (în special ambalaje), containere, țevi, piese de echipamente tehnice, ca material electroizolant, în construcții și așa mai departe. Cu toate acestea, atunci când este expusă la radiații UV, polipropilena își pierde caracteristicile de performanță din cauza dezvoltării proceselor de fotodegradare. Prin urmare, pentru stabilizarea polimerului, se folosesc diverși absorbanți UV (filtre UV) - atât organici, cât și anorganici: metal dispersat, particule ceramice, nanotuburi de carbon și fibre.

Pentru a evalua gradul de fotodegradare a polipropilenei și a compozitelor pe baza acestuia, principalul instrument este spectroscopia IR. Când polimerul se degradează, legăturile chimice sunt rupte și materialul se oxidează. Aceste procese se reflectă în
spectre IR. După numărul și poziția vârfurilor în spectrele de absorbție IR, se poate aprecia natura substanței (analiza calitativă), și după intensitatea benzilor de absorbție, cantitatea de substanță (analiza cantitativă) și, prin urmare, se poate aprecia gradul de degradare a materialului.

De asemenea, desfășurarea proceselor de fotodegradare a polimerului poate fi judecată prin modificări ale structurii suprafeței expuse la iradierea UV. Acest lucru se reflectă în modificarea unghiului de contact.

În această lucrare, polipropilena stabilizată cu diverși absorbanți UV a fost studiată utilizând spectroscopie IR și măsurători ale unghiului de contact.

2. Materiale și metode experimentale

Au fost utilizate următoarele materiale și materiale de umplutură: polipropilenă, cu vâscozitate scăzută (TU 214535465768); nanotuburi de carbon cu pereți multipli, cu un diametru de cel mult 30 nm și o lungime de cel mult 5 mm; fibră de carbon cu modul înalt, grad VMN-4; nitrură de bor hexagonală.

Probele cu diferite fracțiuni de masă de umplutură în matricea polimerică au fost obținute din materiile prime folosind metoda de amestecare prin extrudare.

Ca metodă de studiu a modificărilor structurii moleculare compozite polimerice sub influența radiațiilor ultraviolete s-a folosit spectrometria infraroșu cu transformată Fourier. Spectrele au fost înregistrate pe un spectrometru Thermo Nicolet 380 cu un atașament pentru implementarea metodei Smart iTR de reflexie internă totală atenuată (ATR) cu un cristal de diamant. Sondajul a fost realizat cu o rezoluție de 4 cm-1, aria analizată a fost în intervalul 4000-650 cm-1. Fiecare spectru a fost obținut prin media a 32 de treceri ale oglinzii spectrometrului. A fost luat un spectru de comparație înainte de prelevarea fiecărei probe.

Pentru a studia modificările suprafeței compozitelor polimerice experimentale sub influența radiației ultraviolete, a fost utilizată o metodă pentru a determina unghiul de contact de umectare cu apa distilată. Măsurătorile unghiului de contact sunt efectuate folosind sistemul de analiză a formei picăturii KRÜSS EasyDrop DSA20. Pentru a calcula unghiul de contact s-a folosit metoda Young-Laplace. ÎN această metodă se evaluează conturul complet al picăturii; selecția ține cont nu numai de interacțiunile interfaciale care determină conturul picăturii, ci și de faptul că picătura nu este distrusă din cauza greutății lichidului. După ajustarea cu succes a ecuației Young-Laplace, unghiul de contact este determinat ca panta tangentei în punctul de contact al celor trei faze.

3. Rezultate și discuții

3.1. Rezultatele studiilor privind modificările structurii moleculare a compozitelor polimerice

Spectrul polipropilenei fără umplutură (Figura 1) conține toate liniile caracteristice acestui polimer. În primul rând, acestea sunt liniile de vibrație ale atomilor de hidrogen din grupele funcționale CH3 și CH2. Liniile din zona numerelor de undă 2498 cm-1 și 2866 cm-1 sunt responsabile pentru vibrațiile de întindere asimetrice și simetrice ale grupului metil (CH3), iar liniile 1450 cm-1 și 1375 cm-1, la rândul lor, se datorează încovoiere vibraţii simetrice şi asimetrice ale aceluiaşi grup . Liniile 2916 cm-1 și 2837 cm-1 sunt atribuite liniilor de vibrații de întindere ale grupărilor metilen (CH2). Benzi la numere de undă 1116 cm-1,
998 cm-1, 974 cm-1, 900 cm-1, 841 cm-1 și 809 cm-1 sunt, de obicei, denumite benzi de regularitate, adică linii cauzate de regiunile de regularitate ale polimerului, de asemenea, sunt denumite uneori benzi de cristalinitate. Este de remarcat prezența unei linii de intensitate scăzută în regiunea de 1735 cm-1, care ar trebui atribuită vibrațiilor legăturii C=O, care pot fi asociate cu o ușoară oxidare a polipropilenei în timpul procesului de presare. Spectrul conține, de asemenea, benzi responsabile pentru formarea dublelor legături C=C
(1650-1600 cm-1), care a apărut după iradierea probei cu radiații UV. În plus, această probă specială este caracterizată de intensitatea maximă a liniei C=O.

Figura 1. Spectrele IR ale polipropilenei după testarea rezistenței la radiațiile ultraviolete

Ca urmare a expunerii la radiațiile UV pe compozitele umplute cu nitrură de bor, se formează legături C=O (1735-1710 cm-1) de diferite naturi (aldehidă, cetonă, eter). Spectrele probelor de polipropilenă pură și polipropilenă care conțin 40% și 25% nitrură de bor iradiate cu radiații UV conțin benzi de obicei responsabile pentru formarea dublelor legături C=C (1650-1600 cm-1). Benzile de regularitate (cristalinitate) în regiunea numerelor de undă 1300-900 cm-1 pe probele de compozite polimerice expuse la iradiere UV sunt lărgite vizibil, ceea ce indică degradarea parțială a structurii cristaline a polipropilenei. Cu toate acestea, odată cu creșterea gradului de umplere a materialelor compozite polimerice cu nitrură de bor hexagonală, degradarea structurii cristaline a polipropilenei scade. Expunerea la UV a dus, de asemenea, la o creștere a hidrofilității suprafeței probelor, care este exprimată în prezența unei linii largi a grupului hidroxo în regiunea de 3000 cm-1.

Figura 2. Spectrele IR ale unui compozit polimeric pe bază de polipropilenă cu 25% (greutate) nitrură de bor hexagonală după testarea rezistenței la radiațiile ultraviolete

Spectrele de polipropilenă umplute cu un amestec de 20% (masă) de fibre de carbon și nanotuburi înainte și după testare nu sunt practic diferite unele de altele, în primul rând din cauza distorsiunii spectrului din cauza absorbției puternice a radiației IR de către componenta de carbon a materialului. .

Pe baza datelor obținute, se poate aprecia că probele de compozite pe bază de polipropilenă, fibră de carbon VMN-4 și nanotuburi de carbon conțin un număr mic de legături C=O, datorită prezenței unui vârf în regiunea de 1730 cm. -1, cu toate acestea, este de încredere să se judece numărul acestor legături din probe nu este posibilă din cauza distorsiunilor spectrelor.

3.2. Rezultatele unui studiu al modificărilor suprafeței compozitelor polimerice

Tabelul 1 prezintă rezultatele unui studiu al modificărilor suprafeței probelor experimentale de compozite polimerice umplute cu nitrură de bor hexagonală. Analiza rezultatelor ne permite să concluzionăm că umplerea polipropilenei cu nitrură de bor hexagonală crește rezistența suprafeței compozitelor polimerice la radiațiile ultraviolete. O creștere a gradului de umplere duce la o degradare mai mică a suprafeței, manifestată printr-o creștere a hidrofilității, care este în bună concordanță cu rezultatele studierii modificărilor structurii moleculare a probelor experimentale de compozite polimerice.

Tabel 1. Rezultatele modificărilor unghiului de contact al suprafeței compozitelor polimerice umplute cu nitrură de bor hexagonală ca rezultat al testării rezistenței la radiațiile ultraviolete

Analiza rezultatelor studierii modificărilor de suprafață a probelor experimentale de compozite polimerice umplute cu un amestec de fibre de carbon și nanotuburi (Tabelul 2) ne permite să concluzionăm că umplerea polipropilenei cu materiale de carbon face ca aceste compozite polimerice să fie rezistente la radiațiile ultraviolete. Acest fapt se explică prin faptul că materialele de carbon absorb activ radiațiile ultraviolete.

Tabel 2. Rezultatele modificărilor unghiului de contact al suprafeței compozitelor polimerice umplute cu fibră de carbon și nanotuburi datorită testării rezistenței la radiații ultraviolete

4. Concluzie

Conform rezultatelor unui studiu al rezistenței compozitelor pe bază de polipropilenă la radiațiile ultraviolete, adăugarea de nitrură de bor hexagonală la polimer reduce semnificativ degradarea suprafeței și a structurii cristaline a compozitelor. Cu toate acestea, materialele de carbon absorb activ radiația ultravioletă, asigurând astfel o rezistență ridicată a compozitelor pe bază de polimeri și fibre de carbon și nanotuburi la radiațiile ultraviolete.

Lucrarea a fost realizată în cadrul programului țintă federal „Cercetare și dezvoltare în domenii prioritare de dezvoltare a complexului științific și tehnologic al Rusiei pentru 2007-2013”, Contract de stat din 8 iulie 2011 Nr. 16.516.11.6099.

Recenzători:

Serov G.V., doctor în științe tehnice, profesor la Departamentul de nanosisteme funcționale și materiale de înaltă temperatură a NUST MISIS, Moscova.

Kondakov S. E., doctor în științe tehnice, cercetător principal la Departamentul de nanosisteme funcționale și materiale de înaltă temperatură al NUST MISIS, Moscova.

Link bibliografic

Recent, ideea universalității materialelor plastice și compozitelor, despre care se așteaptă să rezolve majoritatea problemelor materialelor tradiționale, a devenit dominantă în societate (inclusiv în comunitatea științifică). Se crede că noile tipuri de materiale plastice și compozite vor înlocui în curând nu numai metalele, ci și sticla, lianții anorganici rezistenți la căldură și materialele de construcție. Este destul de comun să credem că prin modificarea chimică sau fizico-chimică a materialelor plastice (de exemplu, umplerea acestora) se pot obține rezultate impresionante.

În mare măsură, acest lucru este adevărat. Cu toate acestea, polimerii au mai multe „călcâioare ale lui Ahile” care nu pot fi corectate de chimia și fizica carbonului și a compușilor săi. Una dintre aceste probleme este rezistența la căldură și chimică sub influența soarelui și a altor radiații. Stabilizatorii UV (UFS) rezolvă această problemă.

În prezența oxigenului omniprezent, razele soarelui au un efect puternic de descompunere a polimerilor. Este clar vizibil de la produsele din plastic aflate în aer liber la soare - mai întâi se estompează și devin albe, apoi se crăpă și se prăbușește. Ei nu se comportă mai bine în mare: potrivit ecologiștilor, apa de mare iar soarele se întoarce produse din plasticîn praf, care pește îl confundă apoi cu planctonul și îl mâncăm (și apoi mâncăm astfel de pește). În general, fără UVC și aditivi anti-radiații (ARA), polimerul nu este potrivit pentru multe dintre aplicațiile noastre obișnuite.

Polimerii sunt sensibili la radiațiile UV, astfel încât durata de viață a produselor este redusă sub influența factorilor atmosferici din cauza distrugerii ușoare a polimerului. Utilizarea unui concentrat de stabilizator de lumină face posibilă obținerea de produse cu rezistență ridicată la radiațiile UV și creșterea semnificativă a duratei de viață a acestora. În plus, utilizarea UVC previne pierderea culorii, întunecarea, pierderea proprietăților mecanice și formarea de fisuri în produsul finit.

Stabilizatorii de lumină sunt deosebit de importanți în produsele cu suprafață mare expuse la lumina soarelui sau la alte iradieri - filme, foi. Conceptul de „stabilizare UV” înseamnă că filmul nu pierde mai mult de jumătate din rezistența sa mecanică inițială sub influența luminii solare într-o anumită perioadă de timp. UFS, de regulă, conține 20% amine HALS „împiedicate steric” (adică amine cu o structură spațială care împiedică mișcările conformaționale ale moleculelor - acest lucru face posibilă stabilizarea radicalilor etc.) și un antioxidant.

Caracteristicistabilizatori UV

Mecanismul de acțiune al stabilizatorilor de lumină (pe lângă UVC există stabilizatori IR etc.) este complex. Ele pot absorbi pur și simplu (absorbi) lumina, eliberând energia absorbită apoi sub formă de căldură; poate intra în reacții chimice cu produși de descompunere primară; poate încetini (inhiba) procesele nedorite. Există două moduri de a introduce UVC: acoperirea suprafeței și introducerea polimerului în bloc. Se crede că este mai scump să se introducă în bloc, dar efectul UVC este mai durabil și mai fiabil. Adevărat, cea mai mare parte a produselor (de exemplu, toate chinezești) sunt stabilizate prin aplicarea unui strat de suprafață polimer - de obicei 40-50 microni. Apropo, pentru o durată de viață lungă (3–5 ani sau până la 6–10 sezoane) nu este suficient să adăugați mult UVC, aveți nevoie și de o grosime suficientă și de o marjă de siguranță. Astfel, pentru o durată de viață de 3 ani, pelicula trebuie să aibă o grosime de cel puțin 120 de microni timp de 6–10 sezoane, este necesar un material cu trei straturi de până la 150 de microni, cu un strat intermediar întărit;

UVC poate fi împărțit în absorbanți și stabilizatori. Absorbantele absorb radiația și le transformă în căldură (iar eficiența lor depinde de grosimea stratului de polimer; sunt ineficiente în filmele foarte subțiri). Stabilizatorii stabilizează radicalii care au apărut deja.

În CSI se vând forme de polimeri, atât stabilizați (mai scumpi), cât și nestabilizați (mai ieftini). Acest lucru explică în mare măsură calitatea inferioară a produselor analogice ieftine din China sau din alte țări. Este clar că polimerii (filmele) cu stabilizare mai ieftină vor servi mai puțin decât perioada stabilită. De exemplu, stabilitatea este adesea declarată pentru 10 sezoane, dar gradul în care stabilitatea scade sub sarcini crescute nu este indicat. Ca urmare, durata de viață este adesea jumătate din cea declarată (adică 1-2 ani).

Un bun exemplu al efectului de stabilizare a polimerului este policarbonatul, polietilena și filmele. Perioada de valabilitate a policarbonatului sub formă de foaie de fagure variază de la 2 la 20 de ani, în funcție de gradul de stabilizare. Datorită economiilor la stabilizatori, 90% dintre producători nu pot confirma perioada de valabilitate declarată a foilor PC (de obicei 10 ani). La fel cu filmele. De exemplu, în loc de 5-10 sezoane, agrofilmele durează doar 2-3, ceea ce duce la pierderi semnificative în sectorul agricol. Polietilena fără UVC nu funcționează mult timp, deoarece se descompune rapid sub radiația UV (atenție la aspectul și starea produselor PE acum 10-15 ani). Din această cauză, de exemplu, conductele de gaz sau apă din polietilenă sunt interzise să fie așezate pe suprafața pământului sau chiar în interior. Nu se recomandă prelucrarea polimerilor la scară mare, cum ar fi polipropilena, poliformaldehida și cauciucurile fără UVC și ARD.

UVC-urile de înaltă calitate, din păcate, sunt scumpe (majoritatea sunt produse de companii occidentale de marcă) și, din această cauză, mulți producători locali economisesc la ele (trebuie adăugate în cantități de 0,1–2 sau chiar 5%). În loc de noi GOST, specificațiile și GOST-urile de acum 20 de ani sunt folosite în producție. Pentru comparație, în UE standardele pentru stabilizatori sunt actualizate la fiecare 10 ani. Fiecare tip de UVC are caracteristici care ar trebui luate în considerare la utilizare. De exemplu, UVC-urile aminelor duc la întunecarea materialului, iar utilizarea lor pentru produse deschise la culoare nu este recomandată. Pentru ele se folosesc UVC fenolici.

Rețineți că prezența UVC în polimeri, în special în filme, nu este încă luată de la sine înțeles, ceea ce consumatorii trebuie să-l rețină. Producătorii de renume se concentrează pe prezența UVC în orice produs. Astfel, Mitsubishi-Engineering Plastics susțin că granulele lor de policarbonat NOVAREX conțin un aditiv de stabilizare UV „pentru policarbonat celular ar putea fi folosit timp de 10 ani sub expunere crescută la lumina soarelui.” Un exemplu „mai aproape” este cea mai recentă lansare din aprilie a întreprinderii belaruse Svetlogorsk-Khimvolokno privind introducerea de noi produse - film PE cu UVC. Pe lângă explicarea de ce este nevoie de UVC, serviciul de presă al companiei notează: filmul cu UVC „poate avea o durată de viață de până la trei sezoane”. Informațiile de la una dintre cele mai vechi și respectate întreprinderi din industrie (înființată în 1964, produce fibre chimice, fire textile din poliester, articole de uz casnic) arată: consumatorul trebuie să monitorizeze prezența UVC în polimer însuși.

Câteva cuvinte despre piață

Piața globală a stabilizatorilor de lumină și termică se apropie de pragul de 5 miliarde de dolari – mai precis, până în 2018 se așteaptă să ajungă la 4,8 miliarde de dolari. Cel mai mare consumator de stabilizatori este industria construcțiilor (în 2010, 85% din stabilizatori au fost folosiți pentru producția de profile, țevi și izolații pentru cabluri). Luând în considerare moda în creștere pentru siding (a cărei rezistență la iradierea luminii este cea mai importantă condiție), ponderea UVC în construcții nu poate decât să crească. Nu este surprinzător faptul că piața stabilizatorilor de lumină este încă la mare căutare - cel mai mare consumator de stabilizatori este regiunea Asia-Pacific, care reprezintă până la jumătate din cererea globală. Urmează Europa de Vest și SUA. Apoi sunt piețele din America de Sud, CSI și Europa de Est, în Orientul Mijlociu - acolo creșterea cererii de UVC este înaintea valorilor medii, ajungând la 3,5–4,7% pe an.

Începând cu anii '70, piața mondială a fost completată cu oferte de la companii europene de top. Astfel, marca Tinuvin UVC este folosită cu succes de aproape o jumătate de secol, pentru a extinde producția căreia Ciba a construit o nouă fabrică în 2001 (în 2009 Ciba a devenit parte a BASF). Compania IPG (International Plastic Guide) a testat și a adus pe piață concentratul UVC marca LightformPP pentru filme și filaturi (acesta este un material izolator nețesut din polipropilenă, microporos, permeabil la vapori). Noul UVC, pe lângă protecția împotriva luminii, protejează împotriva efectelor distructive ale pesticidelor (inclusiv sulful), care este deosebit de important în industria agricolă. Noi UVC au început deja să fie furnizate către CSI (de regulă, livrările provin din Europa de Vest, SUA și Coreea de Sud). Dezvoltarea UVC este realizată de japonezii Novarex, Western Clariant, Ampacet, Chemtura, BASF. Recent, producătorii asiatici au devenit din ce în ce mai influenți - nu numai sud-coreeni, ci și chinezi.

Dmitri Severin

Acrilic în arhitectură

Cele mai frumoase structuri arhitecturale sunt create din sticlă acrilică - acoperișuri transparente, fațade, bariere rutiere, copertine, copertine, foișoare. Toate aceste structuri sunt operate în aer liber sub expunere constantă la radiația solară. Apare o întrebare rezonabilă: structurile acrilice vor fi capabile să reziste „atacului” razelor soarelui arzător, păstrând în același timp caracteristici excelente de performanță, strălucire și transparență? Ne grăbim să vă mulțumim: nu există niciun motiv de îngrijorare. Structurile acrilice pot fi folosite în siguranță în aer liber sub expunere constantă la radiații ultraviolete, chiar și în țările fierbinți.

Comparația acrilicului cu alte materiale plastice în ceea ce privește rezistența la radiațiile UV

Să încercăm să comparăm acrilul cu alte materiale plastice. Astăzi, un număr mare de materiale plastice transparente diferite sunt utilizate pentru fabricarea geamurilor de fațadă și acoperiș și a structurilor de gard. La prima vedere, nu sunt diferite de acrilic. Dar materialele sintetice, asemănătoare cu acrilul în ceea ce privește caracteristicile lor vizuale, își pierd atractivitatea vizuală după doar câțiva ani de utilizare în lumina directă a soarelui. Nicio acoperire sau peliculă suplimentară nu poate proteja plasticul de calitate scăzută de radiațiile ultraviolete pentru o lungă perioadă de timp. Materialul rămâne sensibil la razele UV și, din păcate, nu este nevoie să vorbim despre fiabilitatea tuturor tipurilor de acoperiri de suprafață. Protecția sub formă de pelicule și lacuri se sparge și se dezlipește în timp. Nu este surprinzător că garanția împotriva îngălbenirii unor astfel de materiale nu depășește câțiva ani. Sticla acrilică a mărcii Plexiglas se manifestă într-un mod complet diferit. Materialul are proprietăți naturale de protecție, astfel încât nu își pierde caracteristicile excelente timp de cel puțin trei decenii.

Cum funcționează tehnologia de protecție a acrilicului de lumina soarelui?

Plexiglasul este rezistent la UV tehnologie unică protecție completă Stabil la UV. Protecția se formează nu numai la suprafață, ci în întreaga structură a materialului la nivel molecular. Producătorul de plexiglas Plexiglas oferă o garanție de 30 de ani împotriva îngălbenirii și întunecării suprafeței în timpul utilizării constante în exterior. Această garanție se aplică plăcilor transparente, incolore, țevilor, blocurilor, tijelor, plăcilor ondulate și nervurate din sticlă acrilică marca Plexiglas. Copertine, acoperișuri, fațadele acrilice transparente, foișoarele, gardurile și alte produse din plexiglas nu capătă o nuanță galbenă neplăcută.

Diagrama prezintă modificări ale indicelui de transmisie a luminii al acrilicului în timpul perioadei de garanție în diferite zone climatice. Vedem că transmisia luminii a materialului scade ușor, dar acestea sunt modificări minime care sunt invizibile cu ochiul liber. O scădere a indicelui de transmisie a luminii cu câteva procente poate fi determinată numai cu ajutorul echipamentelor speciale. Din punct de vedere vizual, acrilul rămâne perfect transparent și strălucitor.

Pe grafic puteți urmări dinamica modificărilor transmisiei luminii acrilicului în comparație cu sticla obișnuită și alte materiale plastice. În primul rând, transmisia luminii acrilicului în starea sa inițială este mai mare. Acesta este cel mai transparent material plastic cunoscut astăzi. În timp, diferența devine mai vizibilă: materialele de calitate scăzută încep să se întunece și să se estompeze, dar transmisia luminii acrilicului rămâne la același nivel. Niciunul dintre materialele plastice cunoscute, cu excepția acrilului, nu poate transmite 90% din lumină după treizeci de ani de funcționare sub soare. Acesta este motivul pentru care se preferă acrilul designeri moderniși arhitecți atunci când își creează cele mai bune proiecte.

Când menționăm transmisia luminii, vorbim despre spectrul sigur al razelor ultraviolete. Sticla acrilică blochează partea periculoasă a spectrului radiației solare. De exemplu, într-o casă sub un acoperiș din acril sau într-un avion cu ferestre din acril, oamenii sunt protejați de geam de încredere. Pentru a clarifica, să ne uităm la natura radiațiilor ultraviolete. Spectrul este împărțit în radiații cu unde scurte, unde medii și unde lungi. Fiecare tip de radiație are un efect diferit asupra mediului. Radiația cu cea mai mare energie, cu lungime de undă scurtă, absorbită de stratul de ozon al planetei, poate deteriora moleculele de ADN. Val mediu - cu expunerea prelungita provoaca arsuri ale pielii si inhiba functiile de baza ale organismului. Cea mai sigură și chiar utilă este radiația cu unde lungi. Doar o parte din radiațiile periculoase de unde medii și întregul spectru de unde lungi ajung pe planeta noastră. Acrilul transmite spectrul benefic al radiațiilor UV, blocând în același timp razele periculoase. Acest lucru este foarte avantaj important material. Vitrarea unei case vă permite să păstrați lumina maximă în interior, protejând oamenii de efectele negative ale radiațiilor ultraviolete.