Что такое УФ-стойкий брезент? УФ-стойкий брезент — это защитное средство для оборудования, используемого на открытом воздухе.

Обычные брезенты могут стать хрупкими и выцвести всего за несколько месяцев под палящим солнцем, но специально обработанные брезенты могут оставаться прочными, как новые, в течение многих лет. Причина этого кроется в сочетании материаловедения и фотохимических технологий.

Если палатка постоянно подвергается воздействию солнечных лучей в течение двух месяцев, в полиэфирных волокнах начнут появляться крошечные отверстия, постепенно приводящие к повреждению. Даже высококачественные брезенты с ПВХ-покрытием, без обработки для защиты от УФ-излучения, заметно станут хрупкими, выцветут и в конечном итоге потеряют свои защитные функции примерно через год.

УФ-излучение не просто придает брезенту старый вид; оно инициирует ряд химических реакций на молекулярном уровне. Эти реакции в конечном итоге приводят к полному разрушению брезента. Брезент, обработанный с использованием УФ-защитных технологий, является надежной защитой для уличного оборудования.

I. Воздействие ультрафиолетовых лучей на брезент.

Воздействие ультрафиолетовых лучей на брезент гораздо сложнее, чем видимое «выветривание», которое мы наблюдаем. В действительности, это воздействие инициирует ряд химических реакций, начинающихся на молекулярном уровне, в конечном итоге приводящих к полному разрушению брезента. Итак, как же происходит этот процесс?

Молекулярные повреждения брезента под воздействием ультрафиолетовых лучей

Ультрафиолетовые лучи солнечного света обладают высокой энергией, способной разрывать химические связи, вызывая реакции фотодеградации в волокнистых материалах. Для распространенных полимерных волокон, таких как полиэфирные и полипропиленовые волокна, УФ-лучи вызывают разрыв молекулярных цепей, что приводит к снижению степени полимеризации и ухудшению механических свойств волокон.

Фотодеградация полиэфирной базовой ткани

Эти повреждения особенно заметны на полиэфирной (ПЭТ) ткани. Эксперименты показывают, что в условиях, имитирующих естественное освещение, после 56 дней воздействия УФ-излучения на поверхности полиэфирных волокон появляются микроскопические отверстия и трещины с явными признаками повреждения.

Одновременно с этим, воздействие УФ-излучения может также запускать реакции окисления в волокнистых материалах, образуя новые функциональные группы, такие как карбонильные и гидроксильные группы. Это не только изменяет химическую структуру волокон, но и вызывает изменение цвета, приводя к пожелтению и обесцвечиванию.

Фотоокислительная деградация ПВХ-покрытия

Для материалов с покрытием из поливинилхлорида (ПВХ) процесс фотоокислительной деградации более сложен. Ультрафиолетовые лучи способствуют реакции дегидрохлорирования внутри молекулярных цепей ПВХ, образуя сопряженные структуры с двойными связями. Это основная причина, по которой изделия из ПВХ желтеют и становятся хрупкими после длительного воздействия солнечных лучей.

Ощутимое ухудшение производительности

Это повреждение на молекулярном уровне постепенно проявляется в изменениях производительности, заметных пользователям, и обычно развивается в течение определенного времени:

Этап 1: Ранние признаки (от недель до месяцев)

Незначительное выцветание или пожелтение цвета; снижение блеска поверхности.
Профессиональные испытания позволяют обнаружить снижение прочности на разрыв на 5-10%, но это нелегко заметить невооруженным глазом.

Этап 2: Снижение производительности (через несколько месяцев)

Заметное выцветание цвета; на поверхности могут появиться мелкие трещины.
Материал становится более твердым и хрупким на ощупь; сопротивление разрыву снижается на 20-40%; водонепроницаемость начинает ухудшаться.

Этап 3: Полный провал (примерно через год или раньше)

Материал становится крайне хрупким и ломается даже при незначительном напряжении.
Водонепроницаемое покрытие полностью выходит из строя.
Прочность основной ткани снижается более чем на 50%, что приводит к утрате ею своей основной функциональности.

II. Интенсивность солнечного излучения

Ультрафиолетовые лучи в основном исходят от Солнца. Спектр излучения Солнца содержит излучение различных длин волн, включая ультрафиолетовое (УФ) излучение. По длине волны УФ-излучение можно разделить на три типа: UVA, UVB и UVC. UVC, благодаря своей более короткой длине волны, почти полностью поглощается при прохождении через атмосферу Земли, поэтому оказывает минимальное воздействие на жизнь на поверхности. Однако UVA и часть UVB могут проникать в атмосферу и достигать поверхности Земли.

Энергия излучения в отдельных регионах

Интенсивность солнечного излучения в солнечном спектре — это количество солнечной радиации, получаемой на единицу площади. Эта энергия существует в виде различных длин волн, от ультрафиолетового до видимого света и инфракрасного излучения, образуя непрерывный спектр. На солнечную облученность, измеренную на поверхности Земли или в конкретном регионе, влияет не только энергия, излучаемая самим Солнцем, но и такие факторы, как атмосферные условия, географическое положение (широта), сезонные изменения и время суток.

Например, в ясные, безоблачные дни интенсивность солнечного излучения, достигаемая поверхностью Земли под прямыми солнечными лучами, значительно выше, чем в облачные дни. Аналогично, регионы, расположенные вблизи экватора, как правило, получают больше суммарной суточной солнечной энергии в течение года по сравнению с полярными регионами. Кроме того, эллиптическая орбита Земли вокруг Солнца и наклон её оси вызывают изменения угла падения солнечного излучения в зависимости от времени года, что влияет на интенсивность солнечного излучения, получаемого в разных точках Земли.

Следовательно, для конкретного региона получаемая им энергия излучения является результатом сложных переменных, требующих учета множества факторов для точного расчета.

Ниже приведена таблица с данными об интенсивности ультрафиолетового излучения в различных регионах.

Регион	kLy	Регион	kLy	Регион	kLy
Австрия	80	Сальвадор	140	Люксембург	80
Афганистан	180	Эфиопия	140	Ливия	180
Аляска	70	Финляндия	70	Мадагаскар	140
Алжир	160	Франция	120	Мали	200
Ангола	120	Германия	80	Мальта	160
Аргентина	160	UK	70	Малайзия	140
Австралия	180	Греция	120	Марокко	160
Багамские острова	140	Гватемала	140	Мавритания	180
Бахрейн	200	Гайана	120	Мексика	160
Бельгия	80	Гаити	160	Мозамбик	160
Бирма	120	Гондурас	140	Непал	160
Боливия	140	Венгрия	80	Нидерланды	80
Бразилия	120	Индия	180	Никарагуа	140
Болгария	100	Индонезия	140	Нигер	200
Канада	100	Ирак	180	Норвегия	70
Чад	200	Иран	180	Новая Зеландия	120
Чили	140	Израиль	180	Оман	160
Китай	140	Италия	120	Пакистан	180
Колумбия	100	Ямайка	160	Панама	40
Коста-Рика	140	Япония	100	Парагвай	160
Куба	140	Иордания	180	Перу	140
Кипр	140	Кения	140	Филиппины	140
Дания	70	Кувейт	180	Польша	80
Египет	200	Корея	120	Португалия	40
Эквадор	120	Ливан	180	Румыния	100

III. Научные принципы устойчивости к УФ-излучению

Устойчивые к ультрафиолетовому излучению брезенты обеспечивают защиту за счет двух основных механизмов: физического отражения и химического преобразования.

Физическое отражение: обработка поверхности (ПВДФ, диоксид титана (титановый белый), акрил)

Физическое отражение достигается главным образом за счет обработки поверхности, включая покрытие из ПВДФ, добавление диоксида титана (титанового белила) и акриловую обработку. Неорганические материалы, такие как диоксид титана и оксид цинка, из-за своего высокого показателя преломления могут рассеивать УФ-лучи, препятствуя их проникновению.

Химическая обработка: ПВХ-покрытие (добавление УФ-поглотителей и светостабилизаторов в ПВХ)

Химическая обработка в основном включает добавление УФ-поглотителей и светостабилизаторов в ПВХ-покрытие. УФ-поглотители — это органические соединения, которые поглощают УФ-излучение в диапазоне длин волн 270-400 нм. Благодаря таким процессам, как образование стабильных водородных связей и хелатирующих колец, они преобразуют эту энергию в тепло и рассеивают его.

Основная цель обоих механизмов — предотвращение разрыва полимерных цепей, что обеспечивает устойчивость к старению и охрупчиванию, а также сохранение прочности. Они также предотвращают разложение молекул пигмента/красителя, тем самым препятствуя выцветанию.

IV. Значение и критерии оценки UPF.

Что такое значение UPF?

Коэффициент защиты от ультрафиолетового излучения (UPF) — это международно признанный показатель, измеряющий способность тканей защищать от солнца. Значение UPF представляет собой отношение среднего воздействия УФ-излучения на незащищенную кожу к воздействию на кожу, защищенную тканью. Более высокое значение UPF указывает на лучшую защиту.

Согласно китайскому национальному стандарту GB/T 18830-2009 «Текстиль – Оценка защитных свойств от солнечного ультрафиолетового излучения», изделие может быть маркировано как «изделие с защитой от УФ-излучения» только в том случае, если его коэффициент защиты от ультрафиолетового излучения (UPF) > 40, а коэффициент пропускания UVA-излучения < 5%.

Ключевые рейтинги и передача

Основные рейтинговые категории следующие:

UPF 15-24: Хорошая защита
UPF 25-39: Очень хорошая защита
UPF 40-50+: Отличная защита
Когда показатель UPF превышает 50, влияние дальнейшего повышения значения UPF на защиту человека становится незначительным. Поэтому наивысший рейтинг UPF для текстильных изделий в Китае составляет 50+.

Важное различие: UPF против SPF

Важно отметить, что UPF и SPF — это совершенно разные понятия: UPF — это показатель защиты тканей, а SPF — показатель защиты солнцезащитной косметики, оценивающий способность предотвращать солнечные ожоги (эритему) на коже.

V. Международные системы стандартов испытаний

Системы стандартов испытаний для зарубежных УФ-стойких брезентов и аналогичных материалов хорошо разработаны и в основном делятся на две категории: испытания на защитные свойства и испытания на устойчивость к атмосферному старению.

Основные стандарты для испытаний на устойчивость к УФ-излучению

К основным стандартам для испытаний на устойчивость к УФ-излучению относятся:

Австралийско-новозеландский стандарт: AS/NZS 4399:1996
Американские стандарты: AATCC TM183 и ASTM D6544
Стандарты Европейского Союза: EN 13758-1 и EN 13758-2.
Международный стандарт: ISO 105-B02

Основные стандарты испытаний на устойчивость к атмосферному старению

Для промышленных материалов, таких как ПВХ-брезенты, долговременные испытания на устойчивость к атмосферным воздействиям более информативны, чем первоначальное значение UPF. Наиболее авторитетным международным тестом является ускоренное старение с использованием ксеноновой дуги. Основные стандарты включают:
ИСО 4892-2: Пластмассы — Методы воздействия лабораторных источников света — Часть 2: Ксеноновые дуговые лампы. Этот метод имитирует солнечный свет полного спектра и является международно признанным методом испытаний на устойчивость к атмосферным воздействиям.
Соответствующие американские стандарты: Стандарты ASTM G155 (Стандартная методика эксплуатации ксеноновых дуговых ламп) и ASTM D4329 (Стандартная методика облучения пластмасс люминесцентными ультрафиолетовыми (УФ) лампами). В этих стандартах обычно устанавливается интенсивность излучения 0.55 Вт/м² (при длине волны 340 нм) и время облучения 500–2000 часов, оценивается изменение цвета (значение ΔE) и скорость ухудшения физических свойств.

VI. Практическое руководство по закупкам

Поделитесь этой историей:

Что такое УФ-стойкий брезент? УФ-стойкий брезент — это защитное средство для оборудования, используемого на открытом воздухе.

I. Воздействие ультрафиолетовых лучей на брезент.