Kuidas muudab pigmendi sisaldus (TiO₂ 0,5% vs . 2%) valges PFA (perfluoroalkoksü) mantelsoojendis UV-kiirguse lagunemiskindlust, kui seda kasutatakse õues aeg-ajalt päikesevalguse käes?

Titaandioksiidi (TiO 2) pigmendiga valgeid PFA mantliküttekehasid kasutatakse välitingimustes, kus päikesevalgus on UV-kiirte peegeldamiseks minimaalselt kokku puutunud. UV-kaitse on piiratud 0,5% TiO2-ga ja polümeeri pind laguneb (kriidimine, pragunemine) pärast 2000-4000 tundi UV-kiirgust. UV-vastupidavus 2% TiO 2-ga on oluliselt paranenud ja lagunemisaeg on 8000–12 000 tundi. TiO 2 osakesed neelavad ja hajutavad UV-valgust, kaitstes seega polümeeri ahelaid.

TiO2 UV-kaitse mehhanism

TiO_2 on UV-absorber, mille ribalaius on 3,2 eV (anataas) või 3,0 eV (rutiil). See võtab UV-valgust (300-400 nm) ja muudab energia soojuseks. Osakesed hajutavad lisaks UV-valgust. See suurendab polümeeri läbimise pikkust. Suurem TiO₂ sisaldus tagab rohkem neeldumis- ja hajutamiskohti. Kui pinda ei käsitseta piisavalt, võib TiO₂ soodustada polümeeri lagunemist. Soovitatav: Rutil TiO₂ kaetud alumiiniumoksiidi/ränioksiidiga.

UV-lagunemine kvantifitseeritud TiO2 sisalduse funktsioonina

PFA on QUV-kontrollitud kiirendatud UV-testides näidanud järgmist (UVA-340 lambid, 60 kraadi). Pinna kriidistumise aeg 0% TiO₂ (looduslik PFA) juures on 500–1000 tundi ja lõhenemise aeg 1000–2000 tundi. Kriidistumise aeg on 2000–4000 h ja pragunemise aeg 4000–6000 h 0,5% TiO₂ juures. 1% TiO2-ga on kriidistumise aeg 4000-7000 tundi ja pragunemise kestus 7000-10000 tundi. 2% TiO₂ korral on kriiditumisaeg 8000–12 000 tundi ja krakkimisaeg 12 000–20 000 tundi. 5% TiO₂ korral on kriidistumise aeg 15 000–25 000 tundi ja pragunemise kestus 25 000–40 000 tundi.

TiO2 sisu valiku juhend välistingimustes kasutamiseks

TiO₂ sisaldus (%) Aeg pinnale kriidumiseni (tunnid) Aeg lõhenemiseni (tundi) Soovitatav välitingimustes kasutamiseks
0 (loomulik) 500-1, 000 1,000-2000Ei 0.5 2,000-4,000 4,000-6000 Piiratud 1.0 4,000-7,000 7,000-10000 Jah (aeg-ajalt) 2.0 8,000-12,000 12,000-20,000 jah
5.0 15,000-25,000 25,000-40,000 jah (käimas)
Teadlik spetsifikatsioon

PFA-soojendi puhul, mida kasutatakse väljas vahelduva päikesepaistega, kasutatakse 2% rutiili TiO2 sisaldust koos pinnatöötlusega fotokatalüütilise aktiivsuse pärssimiseks. Insener lisab PFA-kütteseadmetele UV-kiirgust stabiliseerivat pigmenti, et pikendada nende välistingimustes kasutusiga.