Examinando as qualidades de resistência UV de polipropileno e nylon

Existem inúmeros termoplásticos no mercado hoje, do acrílico ao polieterimida. O polipropileno e o nylon são dois outros termoplásticos comumente usados ​​na fabricação, por isso é importante entender as qualidades de cada um antes de considerar esses materiais para seu próximo projeto.

O polipropileno é um termoplástico cristalino capaz e de baixo custo, frequentemente usado em equipamentos médicos, recipientes para alimentos, embalagens e tubulações de água. É mais comumente usado com os processos de fabricação de moldagem por injeção ou usinagem CNC, mas também é possível imprimir polipropileno em 3D. No entanto, antes de decidir imprimir suas peças em 3D usando polipropileno, é importante observar que ele tende a deformar mais facilmente do que muitos outros materiais de impressão 3D, e pode haver opções mais adequadas dependendo do que você está fazendo.

Da mesma forma, o nylon também é compatível com impressão 3D, moldagem por injeção e usinagem CNC, e é usado em todas as indústrias para fabricar tudo, desde cordas a componentes de motores. Ele pode ser moldado em várias formas diferentes, incluindo folhas, fibras, filamentos e filmes, e é frequentemente usado no lugar de metais de baixa resistência.

Como você pode ver, o nylon e o polipropileno são plásticos versáteis com múltiplos benefícios. No entanto, projetar peças para uso externo requer a seleção do plástico resistente a UV ou estabilizado a UV correto, por isso é importante considerar as qualidades UV de cada material para garantir que seu produto final possa resistir à exposição prolongada à luz solar sem quebrar. Neste artigo, abordaremos as qualidades de resistência aos raios UV do nylon e do polipropileno para ajudá-lo a fazer uma escolha de material informada.

O que é plástico resistente a UV?

Se a sua peça passar um tempo significativo fora ou for exposta a níveis sustentados de radiação UV, você pode usar um plástico resistente aos raios UV. Por exemplo, você pode ter visto alguns assentos de estádios, peças automotivas e cadeiras de gramado sofrerem descoloração, perda de clareza visual e/ou redução na resistência mecânica e resistência ao impacto; isso porque eles foram feitos de um plástico com baixa resistência aos raios UV. A exposição à luz UV também pode tornar as peças plásticas mais frágeis e suscetíveis a quebras, rachaduras, deformações ou desintegração.

Embora quase nenhum material seja totalmente resistente à luz UV, alguns podem absorver a radiação UV. A adição de estabilizadores ou aditivos pode melhorar a resistência aos raios UV para plásticos que não conseguem absorver a luz UV. Esses materiais não resistentes aos raios UV produzem radicais livres (átomos com um elétron desemparelhado), que podem quebrar as ligações intermoleculares, afetar negativamente as propriedades mecânicas e causar o desgaste dos plásticos.

Qualidades de resistência UV de polipropileno na fabricação

O polipropileno é um material extremamente resistente, mas flexível e leve. É resistente a mofo, bactérias, água, óleo, podridão, eletricidade e produtos químicos. No entanto, o polipropileno não é a melhor opção para produtos que vivem ao ar livre ou são regularmente expostos à luz solar porque são profundamente afetados pela exposição à radiação UV. Especificamente, é suscetível a comprimentos de onda UV de 290 a 300 nanômetros, 330 nanômetros e 370 nanômetros. A exposição à radiação UV de alta intensidade por apenas seis dias pode fazer com que o polipropileno perca até 70% de sua resistência mecânica, resultando em peças muito frágeis.

Os produtos de polipropileno geralmente se decompõem após alguns meses de exposição direta à luz solar, pois a radiação excita fótons e cria radicais livres. No entanto, o uso de aditivos e revestimentos pode ajudar a proteger as peças de polipropileno da luz solar. Por exemplo, as fibras de óxido de zinco ou óxido de titânio podem bloquear e absorver a luz UV, reduzindo a exposição do polipropileno à radiação UV e prolongando a vida útil da peça. Da mesma forma, projetar uma peça de polipropileno com vedações de proteção pode ajudá-la a resistir melhor à luz solar, embora possa ser difícil fazer com que o polipropileno se ligue a outros materiais, pois tem pouca ou nenhuma tendência de absorção e é bastante escorregadio.

Mesmo com aditivos, o polipropileno se degradará rapidamente em comparação com plásticos naturalmente resistentes a UV, como acrílico ou polietileno de alta densidade (HDPE). Assim, desaconselhamos seu uso para produtos que receberão exposição prolongada à luz solar direta.

Qualidades de resistência UV de nylon na fabricação

Da mesma forma, o nylon é suscetível à degradação quando exposto à radiação UV por períodos prolongados, pois a luz UV cria radicais livres que afetam as propriedades do nylon. Quando expostas à luz solar por um período prolongado, as peças de nylon enfraquecem e perdem a cor. O nylon é sensível a comprimentos de onda UV de 290 a 315 nanômetros.

No entanto, existem várias variações de nylon que oferecem vários graus de resistência aos raios UV. Por exemplo, o nylon 6/6 é menos resistente aos raios UV do que o nylon 6 ou o nylon 12. Assim, é importante considerar a resistência mecânica, resistência à temperatura, resistência à abrasão e resistência à água de cada variação de nylon, além da aplicação pretendida do seu produto ao decidir qual tipo de nylon usar para seu projeto.

Escolha entre polipropileno e nylon

Nem o nylon nem o polipropileno são particularmente resistentes à luz UV, mas o polipropileno provavelmente se degradará mais rapidamente após exposição consistente à radiação UV. No entanto, você pode aumentar a resistência UV de polipropileno e a resistência UV de nylon com:

• Estabilizadores: Quando os radicais livres se formam, esses aditivos os prendem, impedindo-os de degradar as ligações intermoleculares dentro do nylon ou polipropileno. Os estabilizadores de luz de amina impedida (HALS) são o tipo mais comum de estabilizadores.
• Bloqueadores: Os bloqueadores funcionam impedindo que os raios UV atinjam o polipropileno ou o nylon em primeiro lugar. O negro de fumo é um bloqueador comum e altamente eficaz para aplicações externas, mas o pigmento de dióxido de titânio também pode ajudar a aumentar a longevidade do seu produto.
• Absorventes: Por outro lado, os absorvedores podem absorver a radiação UV e convertê-la em calor ou outros comprimentos de onda menos prejudiciais. Os absorventes mais comuns são as benzofenonas e os benzotriazóis, mas existem outras opções.

Também vale a pena notar que a resistência aos raios UV não é o único fator a ser considerado ao escolher entre polipropileno e nylon.

O polipropileno é mais forte e mais resistente à umidade do que o nylon, e sua baixa viscosidade de fusão o torna ideal para uso em moldagem por injeção. O polipropileno também é resistente à eletricidade, óleos e bactérias, embora seja altamente inflamável e suscetível a solventes clorados e oxidação.

Por outro lado, o nylon tem uma viscosidade de fusão mais alta do que o polipropileno. Também possui boa resistência elétrica e é ideal para aplicações de alto atrito, pois consegue manter sua forma sem muita manutenção ou lubrificação. O nylon também é mais maleável que o polipropileno, o que permite aos designers criar formas mais complexas.

Produzindo peças de polipropileno e nylon com Fast Radius

Polipropileno e nylon são materiais aceitáveis ​​para peças que receberão exposição intermitente aos raios UV. No entanto, fluoropolímeros (como politetrafluoretileno, fluoreto de polivinilideno e etileno propileno fluorado), imidas (como poliimida e polieterimida), acrílico, polietileno de alta densidade ou policarbonato podem ser mais adequados para peças que receberão exposição prolongada aos raios UV. Se polipropileno ou nylon for o melhor material para suas necessidades, adicionar bloqueadores, estabilizadores ou absorventes pode aumentar a resistência UV do seu produto e aumentar sua vida útil.

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