Күн нурунун кремний органикалык материал структурасына таасири

Кремний молекулаларынын канчалык тургун экенин карганда, илимий кызматкерлер чыныгында аларды фотооксидденеш тестинде деп аталган узак мөөнөткө УК нурланууга дуушар кылып сынап карашат. 2023-жылы Springer жарыялаган полимер химиясы боюнча бир нече жаңы изилдөөлөрдүн маалыматына ылайык, УК нурлары материалдын кремний жана оттек атомдору ортосундагы байланыштарды бузуп, материалдын беркини төмөндөтүүчү эркин радикалдар деп аталган кичинекей тургузсуз бөлүкчөлөр пайда кылат. Кремнийге мүнөздүү болгон негизги түзүлүшү менен жөнөкөй каучуктан айырмаланат. Ал органикалык эмес, бейорганикалык материалдардан тургандыктан, күн нуруна дуушар болгондо толугу менен бүтөнсүз болуп кетпейт. Бирок, молекулалык чынжырлар бөлүнүп кетэ турган бетинде бир нерсе болуп турат. Бул силуиндик жасалган сыртта спорт курал-жарактары айлар бою сыртта болгондон кийин да жалпы формасын жакшы сактай алышын, бирок убакыт өтүсү менен бетинде кичинекей трещиналар пайда боло баштоосун түшүндүрөт.

Жалпы төмөндөө белгилери: Түсүнүн өзгөрүшү, трещинкалар жана эластиктикти жоготуу

Кремний органикалык материалдан жасалган спорт буюмдарында ультракызыл нурлануудан зыян көрүүнүн үч айкын белгиси:

• Сарароо/Акшылуу : Беттин тотунушу жарыктын сынышын өзгөртөт, андан улам 500 сааттан ашык күн нуруна тийгенден кийин учурлардын 78% инде түс өзгөрөт
• Четтеринде трещинкалар пайда болот : Кернеэ концентрцияланган жерлер алгач ийилет, эластиктик чоң ийилүүчү зонада (мисалы, сааттын бильцеринин токозу) 85% га төмөндөйт
• Катуулоо : Пластификатордун жок болушу буюмга сыпталуучан сезим берет, трейл-бег айланасындагы камтамактардын соок турушун 40% кемитет

Илимий изилдөө: Жогорку деңгээлдеги ультракызыл нурланууга дуушар болгон кремний органикалык материалдан жасалган боёктуктардын иштешүүсү

Аризонадагы 1,200 спорт боёктугунун 12 айлык талаа изилдөөсү (жылдын 150 күнүндө УФ индекси ≥11) маанилүү чек аралыктарды аныктады:

УУ-стабилизациялөөчү кошумчаларсыз 6 айдан ашык убакыт талаада колдонулган өнүмдөр кайра оңдолбой турган иштөө өнүмдүүлүгүнүн төмөндөгөнүн көрсөттү, бул спорт тибиндеги силикон үчүн алдыңкы чектеги формуланын зарылдуулугун далилдейт.

Силикондун УУ жана жашоодон коргоо механизмдеринин илими

Силикон неге УУ зыянына жана жашоого каршы төзүмдүү? Анын өзгөчө химиялык түзүлүшүн карагыла. Кремний жана оттек атомдорунун кезегилешүп турганы чынында эле туруктуу негизги структураны түзөт, ал УУ шоололорун жутуп алгандын ордуна чагылтып жиберет. Мен кайдырса, бул абдан акылдуу нерсе. Өткөн жылы полимерлердин төзүмдүүлүгү боюнча жарыяланган изилдөөлөргө ылайык, жогорку сапаттагы силикон туруктуу күн нурунда 18 ай бою тургандан кийин да баштапкы прочностьтун 91% ченин сактайт. Бул окшош шарттарда эки эсе көп прочностьун жогото турган табигый каучук менен салыштырмалуу абдан күчтүү көрсөткүч.

Узакка созулган УУ таасиринде силикон полимерлеринин молекулалык туруктуулugu

Кремний органикалык полимерлерде түзүлгөн Si-O байланыштары каражаттын күн нуруна (УК) дуушар болгондо жалпы резина материалдарда кездешкен карбон-карбон байланыштарына салыштырмалуу сындыруу үчүн жакыны менен 25 пайызга көбөрөк энергия талап кылат. Бул эң башталгычтагы айырмачылык, анткени бул материалдардын ультра кызыл нурга дуушар болгондо чынжыр сызылып, бузулушун токтотот. Ошондой эле, кремний органикалык каражаттар тор түзүп байланганда, алар эркин радикалдардын пайда болушуна чыдамдуулугун күчөтөт. Бул практикада эмнени билдирет? Бул материалдар температуранын -40 градус Фаренгейттен (анын эквиваленти -40 градус Цельсий) 400 градус Фаренгейтке чейинки (анын эквиваленти 204 градус Цельсий) температуранын кыйла өзгөрүшүнө карабастан, ийлчээк калат. Бул деңгээлдеги термостойкость кремний органикалык каражаттардын башка материалдар катуу ишке ашпай турган экстремал шарттарда жакшы иштөөсүн түшүндүрөт.

УК жана старениеге каршы төзүмдүүлүктү күчөтүүдөги кошулмалардын жана толтуруучулардын ролу

Иштетүүчүлөр титан диоксиди (TiO₂) жана церий оксиди (CeO₂) наночаңдарын силикон композиттерине кошкондо, ультракызыл сәулөлөрдү чагылтыш өзгөчөлүктөрү күчөйт. Башкара турган шарттардын астында жүргүзүлгөн сынамалар концентрациясы 2% чамасында болгондо, UVB-нын өтүп кетиши күчтөн-күчтөй төмөндөп, 13% гана өтүп кетээрин көрсөттү. Кызыктуусу, бул жакшыртылган коргоо материалдын кыймыл-жылышына жана формасына кайтышына тоскоол болбойт. Дагы да ылдам мөөнөткө ээ болуш үчүн, кээ бир компаниялар бул компоненттерди бекемделиштирилген амин жарык стабилизаторлору (HALS) деп аталган заттар менен аралаштырат. Бул кошулмалар бетинде зыяндуу оксиданттарды бейтараптоо үчүн иштейт. Бийик тоолордо же чөлдөрдө сыяктуу катуу шарттарга туруктуу болгон продукттордун жумуш мөөнөтүн узартат, андагы экстремалдык шарттар көбүнесе пайдалануу мөөнөтүн кыскартат. Талаада жиналган маалыматтар мындай иштетүүлөрдүн ошол катуу шарттарда өнүмдүн иштөө мөөнөтүн үчтөн беш жылга чейин кадамын кадам кылышы мүмкүн экенин көрсөтүп берет.

Кремний органикалык спорт товарлары үчүн курулуштагы жаштыкка каршы препараттардын өнүгүшү

Алып бараткан өндүрүшчүлөр эми ультракызыл нурланууга дуушар болгондо ишке түшөргөн микрокапсулаланган жөндөлүшүн камтыган өзүн-өзү жөндөөчү кремний органикалык материалдарды колдонушуда. 2024-жылкы талаа сынамасы экватордук күн нуруна дуушар болгон сааттын ремешектери үчүн бул формулалар трещинанын таралышын 72% кемиткенин көрсөттү. Графен менен күчөтүлгөн гибриддик кремний органикалык материалдар да пайда болуп жатат, алар жабышуу же тактилдуу реакцияны бузбай 99,7% ультракызыл сүрөттү блоктошот.

Чыныгы ашында атлетикалык колдонудагы кремний органикалык материалдын иштөө мөөнөтү жана аба ырайына турушусу

Талаа сынамаларынын натыйжалары: Ачык асмандагы спорттук шарттарда узак мөөнөттүк иштөө

Түрдүү аба ырайында силикондон жасалган спорт тегермектери боюнча жүргүзүлгөн талаа сынамалары алардын кыйла убакытка чейин сакталышын көрсөттү. Мисалы, ичкирикте эки миң сааттан ашык убакыт бою калтырылган жүгүрүү өндүрүштөрү баштапкы ийкемдүүлүгүнүн үч четтин сактап чыгышты, ал эми башка материалдар көп өтпөй трещинкалар пайда болуп жатты. Себеби эмне? Силикондун полимердик түзүлүшү күн нуру менен тийип, температура чөлдөрдө же тропикалык ысык аймактарда көтөрүлгөндө да бузулбай туруктуу калат, андан улам көпчүлүк тегермелер тез бузулуп жатат.

Силикон менен Башка Эластомерлердин Күн Нурга Жануучулугунун Салыштырмалуу Талдоосу

Тесттер көрсөткөндөй, күн нуруна силикондуу материалдар жалпы резиналык материалдарга караганда көп жолошуп, карата тургундук касиетин сактоодо катуу шарттардын таасиринде алардын 40% жакшыраак болот. Силикон термопластик эластомерлер менен салыштырганда бекемдүүлүгүн жана формасын ылайык үч эсе узак сактайт. Жаңы чыккан материалдын туруктуулугу боюнча маалыматтардын талаадагы актуалдуу маалыматтарын карап, изилдөөчүлөр стандарттуу резинадан жасалган кол бийлектиктерге караганда силикондон жасалган кол бийлектиктердин кызыктуу өзгөчөлүктөрүн байкошкон. Жарым жылдан ашык мөөнөткө сыртта калтырылгандан кийин, силикондон жасалган кол бийлектиктер өздөрүнүн баштапкы бекемдүүлүгүнүн дээрлик 90% сакталса, резиналык кол бийлектиктер өздөрүнүн бекемдүүлүгүнүн 60% жоготкон. Бул айырма озон деңгээли жогору болгон жерлерде дагы да айкын көрүнөт. Кадимки эластик материалдар убакыт өтүсө, бул шарттарга туш болуп, кичинекей трещинкалар пайда кылууга бейилдүү, бирок силикон оксидденүүгө табигый каршы тургучтугуна карабастан, ушул маселеге дуушар болбойт.

Алдаштырууларга каршы: Кремний органикалык спорт буюмдарынын колдонулуу мурдакы билдирүүлөрү менен чындык аралыгындагы айырма

Өндүрүүчүлөр бул өнүмдөрдүн он жылдар бою пайдаланууга болоорун сүйүшөт, бирок спортчулар аларды колдонууга кирген сайын, жагдай тез арада татаалдашат. Тозуу туруктуу болуп турат, ошондой эле температуранын даими өзгөрүшү чоң таасирин тийгизет. Коллеждеги спортто болуп жаткан нерселерди караганда кызыктуу нерсе байкалды. Күн нурларынан коргоо сапаты жакшы болушу менен, кремний органикалык суу ичирүү муфтасы физикалык жүктөмдүн салтынан 3–5 мезгилден кийин алмаштырылышы керек, анан аба ырайы шарттарынан. Аларды жумасына бир жолу тазалоо жана отун же май сыяктуу заттардан камкор болуу чоң айырма кылат. Диңги саякатындагы техникада жасалган кээ бир сынамалар убакыт дарылып күтүүнүн алардын иштөө мөөнөтүн адаттан чамалуу 25% ке чейин узартууга мүмкүндүк берерин көрсөттү.

Жогорку сапаттагы күн нурларынан коргоочу кремний органикалык спорт буюмдарын тандоо: практикалык коломол

Кремний органикалык материалдардын күн нурларына чыдамдуулугун баалоонун негизги критерийлери

Тышкы кооздордо колдонуу үчүн силikonдон жасалган спорт буюмдарын карашкан адамдарга материалдардын чыныгылап кандаййымы УК коргоо касиеттери бар экенин текшерүү пайдалуу болот. Сапаттуу буюмдарда зыяндуу УК-Б нурларынын баарын токтотконо учурунча бензотриазолдор же кара углерод сыяктуу кошулмалар камтылуусу керек. UL Solutions тештирүү борборунун 2023-жылкы изилдөөсүнө караганда, бул кошулмалар алардын 98% токтотот. ASTM G154 стандарттарына ылайык үгүттөнүү тейлиринин сертификаты менен келген өнөмдөрдү издөө керек. Белгилүү бир ылдыйман - бул жарыктын түз учурларында 500 сааттан ашык убакыт өткөндөн кийин да туруктуулугун сактай алган өнөм, бул көрсөткүч түштүк Европадагы түз күн нурунда эки жыл бою турган жабдыктардын деформациялануу деңгээлине жакын. Мүмкүн болушунча, өндүрүүчүлөр өздөрүнүн материалдары боюнча маалымат карточкаларын да бөлүшүшү керек. Бул документтерде материалдар көп циклдуу УК жоголтуу сынамаларынан кийин да чегирилиш күчү 85% дөн жогору болуп калышы керек.

Иш тармагынын багыттары: Бекем, күндүн нуруна туруктуу силикондук жабдыктарга сураным артуда

Grand View Researchтин акыркы билдирүүсүнө ылайык, ультракызыл нурдан зыян көрбөй турган спорт материалдары үчүн нарык 2021-жылдан бери 40%ка жакын өстү. Бул өсүш спорточулдардын жыл бою ачык ашында көбүрөөк убакыт өткөрүп, катуу аба шарттарына дуушар болушу менен байланыштуу. Көптөгөн алдыңкы спорточулдар күн нуруна кабылган сайын да формасын жана эластиктигин сактай алган силикондук өнөмдөргө кайрылууда. Бул материалдар квадрат метрине 1000 МДж ультракызыл нур түшкөндөн кийин дең өзгөчөлүгүнүн 90% ашын сактай алышат, бул эми NCAA тарабынан белгиленген спорт жабдыктары үчүн расмий талаптын бир бөлүгү болуп саналат. Бул талаптарды коштоп отуруу үчүн чоң өндүрүүчүлөр өздөрүнүн формулаларына майда кварц бөлүндүлөрүн кошууну башташты. Минералдарды кошуу өткөн жылы Sports Engineering Journalдо белгиленгендей, өнөмдөрдүн эски версияларына салыштырмалуу үч эсе баягыраак солуп кетишин камсыз кылат.

Тышкы спорт рыногундагы өндүрүүчүлөр жана сатып алуучулар үчүн эң жакшы практикалар

1. Өндүрүүчүлөр үчүн : Экватордук УК деңгээлин имитациялоо үчүн ксеноно-дуга тест камераларын колдонуп, материалдарды төрт мыйзам сайын текшерүү
2. Сатып алуучулар үчүн : УК бузулушуна карата өнүмдүн кепилдемесин салыштырыңыз — жогорку сапаттагы варианттар 5 жыл бою түстүн сакталышын кепилдөйт
3. Биргелешкен протокол : ISO 4892-2 богонуудан коргоо стандартын UVга чыдамдуулук тууралуу бекемденген билдирүүлөр үчүн колдонуңуз

ASQ тарабынан 2023-жылы өткөрүлгөн сурамжылоодо, сатып алуучулардын 70% UVга чыдамдуу жабдууларды тандоодо алгачкы баадан уламкы чыгымдын баасын тактоого басаңкылык кылат. Полимер химиктери менен биригип, аймакка ылайыктуу формулалар иштеп чыгыңыз — Аризонада сындан өткөн силикондор Скандинавиялык продукттордон өзгөчө стабилизаторлорду талап кылат. Кеңеш: Жабдууларды сактоо орундарын төрт мыйзам сайын алмаштырып тургуңуз, анткени бул барабар УК таасирин камсыз кылат.

ККБ

Кремний органикалык спорт буюмдарында УК зыянынын белгилери кандай?

Кремний органикалык спорт буюмдарында УК зыяны жыш оңдошуп, сарыруу же кургактоо, четтеринин трескелеп чыгышы жана катуулап калуусу менен көрүнөт.

Жогорку УК шарттарында кремний органикалык спорт буюмдарынын иштөө мөөнөтүн кандай узартууга болот?

Титан диоксиди жана церий оксиди наночаңдары сыяктуу УК стабилизациялай турган кошулмаларды колдонуу жогорку УК шарттарында өнүмдүн иштөө мөөнөтүн узартууга жана УКга каршы төзүмдүлүктү жакшырта алат.

Өндүрүүчүлөр өздөрүнүн кремний органикалык буюмдарында УКга каршы төзүмдүүлүктү камсыз кылуу үчүн кандай чаралар көрүшү керек?

Өндүрүүчүлөр бензотриазолдор же кара карбонон сыяктуу кошулмаларды кошуп, материалдарды текшерип жана ISO 4892-2 шартташуу стандартына ылайык иштеп, УКга каршы төзүмдүүлүктү жакшырта алышат.