¿Cómo cambia el contenido de pigmento (TiO₂ 0,5 % frente a . 2 %) en un calentador de funda blanca de PFA (perfluoroalcoxi) la resistencia a la degradación UV cuando se utiliza en exteriores con exposición ocasional a la luz solar?
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Los calentadores de funda de PFA blanco con pigmento de dióxido de titanio (TiO 2 ) se utilizan para aplicaciones en exteriores con una exposición mínima a la luz solar para reflejar los rayos UV. La protección UV está limitada al 0,5% de TiO2 y la superficie del polímero se degrada (tiza, agrietamiento) después de 2000 a 4000 horas de exposición a los rayos UV. La resistencia a los rayos UV con 2 % de TiO 2 mejora significativamente y el tiempo de degradación es de 8 000 a 12 000 horas. Las partículas de TiO 2 absorben y dispersan la luz ultravioleta protegiendo así las cadenas poliméricas.
El mecanismo de protección UV del TiO2
TiO_2 es un absorbente de UV-que tiene una banda prohibida de 3,2 eV (anatasa) o 3,0 eV (rutilo). Toma luz ultravioleta (300-400 nm) y transforma la energía en calor. Las partículas además dispersan la luz ultravioleta. Esto aumenta la longitud del recorrido a través del polímero. Un mayor contenido de TiO₂ proporciona más sitios de absorción y dispersión. Si la superficie no se maneja adecuadamente, el TiO₂ puede promover la descomposición del polímero. Recomendado: Rutil TiO₂ recubierto con alúmina/sílice.
Degradación UV cuantificada en función del contenido de TiO2
PFA ha demostrado lo siguiente en pruebas UV aceleradas controladas por QUV (lámparas UVA-340, 60 grados). El tiempo hasta la formación de tiza en la superficie con 0 % de TiO₂ (PFA natural) es de 500 a 1000 horas y el tiempo hasta el agrietamiento es de 1000 a 2000 horas. El tiempo de calcificación es de 2000 a 4000 h y el tiempo de craqueo es de 4000 a 6000 h con TiO₂ al 0,5%. Con 1 % de TiO2, el tiempo de calcificación es de 4000 a 7000 horas y la duración del craqueo es de 7000 a 10 000 horas. Con TiO₂ al 2%, el tiempo de calcificación es de 8.000 a 12.000 horas y el tiempo de craqueo es de 12.000 a 20.000 horas. Con un 5% de TiO₂, el tiempo de calcificación es de 15.000 a 25.000 horas y la duración del craqueo es de 25.000 a 40.000 horas.
Guía de selección de contenido de TiO2 para aplicaciones en exteriores
Contenido de TiO₂ (%) Tiempo hasta la aparición de tiza en la superficie (horas) Tiempo hasta el agrietamiento (horas)Recomendado para uso en exteriores
0 (natural) 500-1,000 1,000-2,000No 0.5 2,000-4,000 4,000-6,000 Limitado 1.0 4,000-7,000 7,000-10,000 Sí (ocasionalmente) 2.0 8,000-12,000 12,000-20,000 Sí
5.0 15,000-25,000 25,000-40,000 Sí (en curso)
La especificación informada
Para un calentador de PFA, que funciona al aire libre con luz solar intermitente, se utiliza un contenido de TiO2 rutilo del 2% con tratamiento superficial para inhibir la actividad fotocatalítica. El ingeniero agrega pigmento estabilizador UV a los calentadores de PFA para alargar su vida al aire libre.
