Светостойкость и цветоустойчивость сайдингов из окрашенных

Ïðèìåíåíèå
Ïëàñòè÷åñêèå ìàññû, ¹4, 2013
Ñòàòüþ ïðåäñòàâèë Í.È. Ïðîêîïîâ
ÓÄÊ 544.143
Ñâåòîñòîéêîñòü è öâåòîóñòîé÷èâîñòü ñàéäèíãîâ èç îêðàøåííûõ ÏÂÕ êîìïîçèöèé
À.Â. ÌÀÐÊÎÂ*, È.Ä. ÑÈÌÎÍÎÂ-ÅÌÅËÜßÍÎÂ*, Í.È. ÏÐÎÊÎÏÎÂ*,
Ý.Ø. ÃÀÍÈÅÂ**, Í.È. ÌÓÍÜÊÈÍ***, Â.Ñ. ÀÍØÈÍ*
*ÌÈÒÕÒ èìåíè Ì.Â. Ëîìîíîñîâà, **ÇÀÎ "Òåðíà Ïîëèìåð", ***ÇÀÎ "Êîìïëåêñ ïðî"
m ar k o v an @bk.r u
 ñòàòüå ïðåäñòàâëåíû ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé îáðàçöîâ îòäåëî÷íûõ ïàíåëåé (ñàéäèíãîâ) èç æåñòêèõ ÏÂÕ êîìïîçèöèé, îêðàøåííûõ
ðàçëè÷íûìè êðàñÿùèìè âåùåñòâàìè (ñóïåðêîíöåíòðàòàìè ïèãìåíòîâ). Ïðîâîäèòñÿ àíàëèç èçìåíåíèÿ êîîðäèíàò öâåòîâîãî ïðîñòðàíñòâà
CIELab ïðè ñâåòîâîì ñòàðåíèè ïðîìûøëåííûõ îáðàçöîâ ñàéäèíãîâ. Ñäåëàí âûâîä î âêëàäå â èçìåíåíèå öâåòà ïðîìûøëåííûõ ñàéäèíãîâ
ñâåòîâîãî ñòàðåíèÿ ïîëèìåðíîé ìàòðèöû è êðàñÿùåãî âåùåñòâà è ïðåäëîæåíû îïòèìàëüíûå ïóòè ïîâûøåíèÿ ñâåòîñòîéêîñòè è
öâåòîóñòîé÷èâîñòè èçäåëèé.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: ïîëèâèíèëõëîðèä, îêðàøåííûå æåñòêèå êîìïîçèöèè, ñàéäèíã, ñâåòîñòîéêîñòü, ýêñòðóçèÿ.
The paper presents the results of studies of vinyl sidings from colored rigid PVÑ blends with different colorants. The changes of coordinates of the
color space CIELab during the light aging were analyzed. The conclusion about the contribution of a change in the color of polymer to a change in the
color of colored vinyl sidings was made.
Keywords: polyvinylchloride, colored rigid blends, vinyl siding, light resistance, extrusion.
Ââåäåíèå
Ðàáîòà âûïîëíåíà ïðè ïîääåðæêå Ìèíèñòåðñòâà îáðàçîâàíèÿ è íàóêè Ðîññèéñêîé Ôåäåðàöèè ïî Ôåäåðàëüíîé ïðîãðàììå "Èññëåäîâàíèÿ è ðàçðàáîòêè ïî ïðèîðèòåòíûì
íàïðàâëåíèÿì ðàçâèòèÿ íàó÷íî-òåõíîëîãè÷åñêîãî êîìïëåêñà
Ðîññèè íà 2007−2013 ãîäû".
Äîëãîâå÷íîñòü îòäåëî÷íûõ ñòðîèòåëüíûõ ïîëèìåðíûõ ìàòåðèàëîâ â çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè îïðåäåëÿåòñÿ èõ ñâåòîñòîéêîñòüþ è öâåòîóñòîé÷èâîñòüþ. Äëÿ îêðàøåííûõ îòäåëî÷íûõ
ìàòåðèàëîâ, òàêèõ êàê ñàéäèíã èç ïîëèâèíèëõëîðèäà (ÏÂÕ),
ñâåòîñòîéêîñòü, öâåòîóñòîé÷èâîñòü è ñîõðàíåíèå îäíîðîäíîñòè îêðàøèâàíèÿ èìåþò íå ìåíüøåå çíà÷åíèå, ÷åì ñîõðàíåíèå ìåõàíè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê [1]. Äàæå ïðè ñîõðàíåíèè ìåõàíè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê ñàéäèíãîâ íà äîñòàòî÷íî
âûñîêîì óðîâíå, çàìåòíîå è íåîäíîðîäíîå èçìåíåíèå èõ öâåòà
äåëàåò äàëüíåéøåå èõ èñïîëüçîâàíèå íåæåëàòåëüíûì. Ïðè÷èíîé íåäîñòàòî÷íîé ñâåòîñòîéêîñòè è öâåòîóñòîé÷èâîñòè
ñàéäèíãà îáû÷íî ïðèíÿòî ñ÷èòàòü íèçêóþ ñâåòîñòîéêîñòü
èñïîëüçîâàííûõ êðàñÿùèõ âåùåñòâ. Îäíàêî ïðîâåäåííûå ýêñïåðèìåíòàëüíûå ðàáîòû ïîêàçàëè, ÷òî äàæå èñïîëüçîâàíèå
ñâåòîñòîéêèõ êðàñÿùèõ âåùåñòâ (íàïðèìåð, ñâåòîñòîéêèõ íåîðãàíè÷åñêèõ ïèãìåíòîâ) íå ãàðàíòèðóåò âûñîêîé ñòàáèëüíîñòè öâåòà âíåøíåé ïîâåðõíîñòè ñàéäèíãà èç ïîëèâèíèëõëîðèäà. Ïðîãíîçèðîâàòü ïîâåäåíèå îêðàøåííîãî ñàéäèíãà
áåç ó÷åòà ñâåòîñòîéêîñòè ñàìîé ïîëèìåðíîé ìàòðèöû èç
ÏÂÕ íåâîçìîæíî.  ñâîþ î÷åðåäü, ñâåòîñòîéêîñòü ÏÂÕ ìàòåðèàëà çàâèñèò îò ìíîãèõ ôàêòîðîâ, íàïðèìåð, ñîñòàâà êîìïîçèöèè è òåìïåðàòóðû ïåðåðàáîòêè, à òàêæå õàðàêòåðèñòèê
ÓÔ èçëó÷åíèÿ [2, 3]. Èñïîëüçóÿ îäíî êðàñÿùåå âåùåñòâî è
ÏÂÕ êîìïîçèöèþ ïîñòîÿííîãî ñîñòàâà, íî èçìåíÿÿ òåìïåðàòóðó ïåðåðàáîòêè, ìîæíî ïîëó÷àòü èçäåëèÿ ñ ðàçëè÷íîé òåðìî- è ñâåòîñòîéêîñòüþ [4, 5]. Òåìïåðàòóðà ðàñïëàâà ïðè ïåðåðàáîòêè, â ñâîþ î÷åðåäü, ìîæåò ïîâûøàòüñÿ â ðåçóëüòàòå
ñàìîðàçãðåâà ÏÂÕ êîìïîçèöèè ïðè òå÷åíèè, êîòîðûé îïðåäåëÿåòñÿ íàëè÷èåì òåõíîëîãè÷åñêèõ äîáàâîê (ïëàñòèôèêàòîðîâ è ñìàçîê), à òàêæå êîíñòðóêöèåé èçäåëèÿ è òåõíîëîãè÷åñêèìè ïàðàìåòðîâ ïðîöåññà ýêñòðóçèè [7, 8].
52
Öåëüþ äàííîé ðàáîòû ÿâëÿåòñÿ èññëåäîâàíèå âëèÿíèÿ èçìåíåíèÿ öâåòà æåñòêîãî ÏÂÕ ïðè ñâåòîâîì ñòàðåíèè íà ñâåòîñòîéêîñòü è öâåòîóñòîé÷èâîñòü ïðîìûøëåííûõ îêðàøåííûõ ñàéäèíãîâ.
Îáúåêòû è ìåòîäû èññëåäîâàíèÿ
 êà÷åñòâå îáúåêòîâ èññëåäîâàíèÿ èñïîëüçîâàëè îáðàçöû
ñàéäèíãîâ èç íàïîëíåííîé æåñòêîé ÏÂÕ êîìïîçèöèè íà îñíîâå ñóñïåíçèîííîãî ïîëèâèíèëõëîðèäà Ñ-6359 (ÃÎÑÒ
14332-78), ñîäåðæàùèå íåîáõîäèìûå äëÿ ïåðåðàáîòêè öåëåâûå äîáàâêè è ñòàáèëèçèðîâàííûå êîìïëåêñíûì òåðìîñòàáèëèçàòîðîì STABILOX® EP 1022-2 ("Reagens Deutschland
GmbH", Ãåðìàíèÿ) â êîëè÷åñòâå 4 ìàññ. ÷. íà 100 ìàññ. ÷.
ÏÂÕ. Ýòà áàçîâàÿ êîìïîçèöèÿ ñîäåðæàëà íàïîëíèòåëü − ìåë
ãèäðîôîáíûé õèìè÷åñêè îñàæäåííûé Ì-90Ò (ÒÓ 5743-00122242270-2002) â êîëè÷åñòâå 5 ìàññ. ÷. è áåëûé ïèãìåíò - äèîê-ñèä òèòàíà (ðóòèëüíàÿ ôîðìà) SumTitan R-202 (ÒÓ Ó 24.105766356-054:2005) - 4,5 ìàññ. ÷. íà 100 ìàññ. ÷. ÏÂÕ. Êîìïîçèöèÿ íå ñîäåðæàëà ñâåòîñòàáèëèçàòîðîâ è îïòè÷åñêèõ îòáåëèâàòåëåé.
Ïðèãîòîâëåíèå ïîðîøêîâîé ÏÂÕ êîìïîçèöèè îñóùåñòâëÿëè â äâå ñòàäèè íà ïðîìûøëåííîé ñìåñèòåëüíîé óñòàíîâêå
ôèðìû Henshel Industrietechnik GmbH, âêëþ÷àþùåé äâà òóðáîñìåñèòåëÿ: FM-1200 (ãîðÿ÷åãî ñìåøåíèÿ) è ÍÌ 2000 (õîëîäíîãî ñìåøåíèÿ). Ýêñòðóçèþ ñàéäèíãîâ ïðîâîäèëè â ïðîìûøëåííûõ óñëîâèÿõ ÇÀÎ "Òåðíà Ïîëèìåð" íà ýêñòðóçèîííîé
ëèíèè ôèðìû Theysohn (Àâñòðèÿ). Îêðàøèâàíèå áàçîâîé
(áåëîé) ÏÂÕ êîìïîçèöèè ïðîâîäèëè äîçèðîâàíèåì â áóíêåð
ýêñòðóäåðà ìèêðîãðàíóëèðîâàííûõ ñóïåðêîíöåíòðàòîâ ïèãìåíòîâ Holcobatch ("Holland Colours", Ãîëëàíäèÿ) íàèáîëåå
ðàñïðîñòðàíåííûõ öâåòîâ.
Òåìïåðàòóðà ïî çîíàì öèëèíäðîâ ýêñòðóäåðà ñîñòàâëÿëà
160−200°Ñ, ôîðìóþùåé ãîëîâêè 180°Ñ. Íàèìåíîâàíèÿ, õàðàêòåðèñòèêè è ñîäåðæàíèå ñóïåðêîíöåíòðàòîâ Holcobatch
ïðèâåäåíû â òàáëèöå 1. Îáðàçöû äëÿ èñïûòàíèé îòáèðàëè ñëó÷àéíûì îáðàçîì èç ïàðòèé ñàéäèíãîâ, ñîîòâåòñòâóþùèõ òðåáîâàíèÿì ÒÓ 2247-002-56850934-2003 "Ïàíåëè îòäåëî÷íûå
èç ïîëèâèíèëõëîðèäà".
Ïëàñòè÷åñêèå ìàññû, ¹4, 2013
Èñïûòàíèÿ êîìïîçèöèé íà ñâåòîñòîéêîñòü áûëè ïðîâåäåíû
â ïðîöåññå óñêîðåííûõ êëèìàòè÷åñêèõ èñïûòàíèé "Êñåíîòåñò" [9, 10] c èçìåðåíèåì öâåòîâîãî ðàçëè÷èÿ (∆Å) îáðàçöà.
Âðåìåíà ýêñïîçèöèè îáðàçöîâ ñîñòàâëÿëè îò 200 äî 1000 ÷.
Ïðè ýòîì îáðàçöû ïîäâåðãàþò èíòåíñèâíîìó âîçäåéñòâèþ
ñâåòîâîãî è ÓÔ-èçëó÷åíèÿ (àíàëîãè÷íî åñòåñòâåííîìó ñîëíå÷íîìó èçëó÷åíèþ) â èñïûòàòåëüíîé ñâåòîâîé êàìåðå "Santest XLS+" (ÃÎÑÒ 23750-79). Öâåòîâûå õàðàêòåðèñòèêè ïîâåðõíîñòè îáðàçöîâ äî è ïîñëå âîçäåéñòâèÿ ÓÔ èçëó÷åíèÿ
èçìåðÿëè ñ ïîìîùüþ ñïåêòðîôîòîìåòðà ColorFlex EZ 45/0
("Hunter Lab. Inc." ÑØÀ), êîòîðûé ïîçâîëÿåò â àâòîìàòè÷åñêîì ðåæèìå îïðåäåëÿòü êîîðäèíàòû öâåòîâîãî ïðîñòðàíñòâà
â ñèñòåìå CIELab (CIE: Commission Internationale de 1'Eclairage):
L* − ÿðêîñòü (ñâåòëîòó) öâåòà îò áåëîãî (L* = 100) äî ÷åðíîãî
(L* = 0), a* − äèàïàçîí öâåòà îò çåëåíîãî (a* = -100) äî êðàñíîãî (a* = 100), b − äèàïàçîí öâåòà îò ñèíåãî (b* = -100) äî
æåëòîãî (b* = 100).  ñîîòâåòñòâèè ñ ýòîé ìåòîäèêîé öâåòîâîå ðàçëè÷èå
∆E = ( L∗0 − L∗ ) 2 + ( a0∗ − a ∗ ) 2 + (b0∗ − b∗ ) 2
(èíäåêñ "0" ñîîòâåòñòâóåò çíà÷åíèþ êîîðäèíàò äî âîçäåéñòâèÿ èçëó÷åíèÿ) âñåãäà ïîëîæèòåëüíàÿ âåëè÷èíà. Îáû÷íî
ïðè àíàëèçå ðåçóëüòàòîâ èñïûòàíèé ïðèíèìàåòñÿ âî âíèìàíèå òîëüêî ñóììàðíàÿ âåëè÷èíà ∆Å, ïðè ýòîì èçìåíåíèå îòäåëüíûõ êîîðäèíàò öâåòîâîãî ïðîñòðàíñòâà íå ïðèíèìàåòñÿ
âî âíèìàíèå.  äàííîé ðàáîòå àíàëèçèðóåòñÿ íå òîëüêî èçìåíåíèå âåëè÷èíû ∆Å ïðîìûøëåííûõ ñàéäèíãîâ èç îêðàøåííûõ ÏÂÕ êîìïîçèöèé, íî è èçìåíåíèå êîîðäèíàò öâåòîâîãî
ïðîñòðàíñòâà â ñèñòåìå CIELab: L, à è b.
Ðåçóëüòàòû è èõ îáñóæäåíèå
 òàáëèöå 1 ïðåäñòàâëåíû îáîáùåííûå ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèÿ âûáðàííûõ îáðàçöîâ ïðîìûøëåííûõ ñàéäèíãîâ, îêðàøåííûõ â íàèáîëåå ìàññîâûå öâåòà − ðàçëè÷íûå îòòåíêè
Ïðèìåíåíèå
çåëåíîãî, ñåðî-ãîëóáîãî è áåæåâîãî. Ìàêñèìàëüíîå âðåìÿ
ýêñïîçèöèè (1000 ÷ ) ñîîòâåòñòâóåò òðåáîâàíèÿì ÒÓ 2247-00256850934-2003 ïðè ýêñïëóàòàöèè ñàéäèíãà â òå÷åíèå 10 ëåò.
Èç ïðèâåäåííûõ â òàáëèöå 1 äàííûõ ìîæíî ñäåëàòü âûâîä
î òîì, ÷òî èñïîëüçîâàíèå êðàñÿùèõ âåùåñòâ Holcobatch
GREY 93-10-17684 è Holcobatch GREEN 93-12-15190 îáåñïå÷èâàåò îêðàøåííûì ñàéäèíãàì áîëåå âûñîêóþ ñâåòîñòàáèëüíîñòü è öâåòîóñòîé÷èâîñòü, ÷åì èñïîëüçîâàíèå Holcobatch SANDAL 93-10-17933. Âåëè÷èíû öâåòîâîãî ðàçëè÷èÿ
∆Å äëÿ áîëüøèíñòâà èññëåäîâàííûõ îáðàçöîâ, êðîìå îáðàçöà ¹ 7, ñîñòàâëÿþò ïðèìåðíî 3,0 (±10%). Áåç àíàëèçà èçìåíåíèÿ êîîðäèíàò L, a è b íåëüçÿ ñäåëàòü çàêëþ÷åíèå î ìåõàíèçìå èçìåíåíèÿ öâåòà ñàéäèíãîâ. Íà ðèñ. 1 (à, á è â) ïðèâåäåíû çàâèñèìîñòè àáñîëþòíûõ èçìåíåíèé êîîðäèíàò
öâåòà (∆L, ∆a, ∆b) äëÿ ñàéäèíãà (äëÿ îòòåíêîâ çåëåíîãî öâåòà,
ïðè ýòîì èñõîäíàÿ ÿðêîñòü îáðàçöîâ L*0 ñíèæàåòñÿ îò áåëîãî
91,9 äî ñàëàòîâîãî 68,4) îò âðåìåíè âîçäåéñòâèÿ ÓÔ èçëó÷åíèÿ. Àíàëîãè÷íûå çàâèñèìîñòè áûëè ïîëó÷åíû è äëÿ îáðàçöîâ ñàéäèíãîâ, îêðàøåííûõ â ðàçëè÷íûå öâåòà.
Çà ñ÷åò óâåëè÷åíèÿ ñîäåðæàíèÿ êðàñÿùåãî âåùåñòâà (îò 0
äî 3 ìàññ.%) îò ðèñ. 1,à ê ðèñ. 1,â èñõîäíûé öâåò îáðàçöîâ
ñòàíîâèòñÿ áîëåå íàñûùåííûì. Êðèâûå 1 íà âñåõ ðèñóíêàõ
ñîîòâåòñòâóþò çàâèñèìîñòÿì èçìåíåíèÿ ÿðêîñòè ïîâåðõíîñòè îáðàçöîâ ∆L*. Ðîñò ∆L* ñîîòâåòñòâóåò ñíèæåíèþ ÿðêîñòè
îáðàçöîâ ïîñëå âîçäåéñòâèÿ ÓÔ èçëó÷åíèÿ çà ñîîòâåòñòâóþùåå âðåìÿ. Ìîæíî îòìåòèòü, ÷òî ñ óâåëè÷åíèåì íàñûùåííîñòè öâåòà îáðàçöà ïðè óâåëè÷åíèè ñîäåðæàíèÿ êðàñÿùåãî
âåùåñòâà íàáëþäàåòñÿ ïåðåõîä îò ñíèæåíèÿ ñâåòëîòû (∆L)
ïîâåðõíîñòè îáðàçöîâ ê åå ðîñòó (êðèâûå 1). Ïîñëå èíäóêöèîííîãî ïåðèîäà (îêîëî 600 ÷àñîâ) îáðàçöû ñàéäèíãîâ íåíàñûùåííûõ öâåòîâ (ñ ìàëûì ñîäåðæàíèå êðàñÿùèõ âåùåñòâ)
òåìíåþò (ôîòîãðåèíã), à îáðàçöû íàñûùåííûõ öâåòîâ ñâåòëåþò (ôîòîáëþèíã).
Òàáëèöà 1 Ðåçóëüòàòû óñêîðåííûõ êëèìàòè÷åñêèõ èñïûòàíèé "Êñåíîòåñò" ïðîìûøëåííûõ îáðàçöîâ îêðàøåííûõ ñàéäèíãîâ äî
è ïîñëå îáðàáîòêè â òå÷åíèå 600 è 1000 ÷.
53
Ïðèìåíåíèå
Ïëàñòè÷åñêèå ìàññû, ¹4, 2013
Åäèíèöû ∆L, ∆a, ∆b
Åäèíèöû ∆L, ∆a, ∆b
2
2
1
1
b
1
b
0
a*
2
a*
-1
*
L
0
1
-1
2
-2
-2
3
-3
3
-3
ä è í
Å
è ö û
ä è í
Å
è ö û
-4
-4
0
200
400
600
800
0
1000
a
200
400
600
800
Âðåìÿ îáðàáîòêè, ÷
Âðåìÿ îáðàáîòêè, ÷
2
Åäèíèöû ∆L, ∆a, ∆b
1
b
0
a*
*
L
1000
á
2
1
-1
-2
3
-3
ä è í
Å
è ö û
-4
0
200
400
600
800
1000
â
Âðåìÿ îáðàáîòêè, ÷
Ðèñ. 1. Çàâèñèìîñòü ÷èñëåííûõ çíà÷åíèé àáñîëþòíûõ èçìåíåíèé êîîðäèíàò CIELab: êðèâûå 1 − ∆L*, 2 − ∆a*, 3 − ∆ b*, äëÿ
îáðàçöîâ ñàéäèíãîâ áåëîãî ¹ 1 (à) è çåëåíûõ îòòåíêîâ ¹ 4 (á) è
¹ 5 (â) îò âðåìåíè âîçäåéñòâèÿ ÓÔ èçëó÷åíèÿ â
êëèìàòè÷åñêîé êàìåðå.
 ïðåäñòàâëåííîì âûøå èçìåíåíèè öâåòîâûõ îòòåíêîâ
ñàéäèíãîâ ïðè âîçäåéñòâèè ÓÔ èçëó÷åíèÿ ìîæíî îòìåòèòü
ñëåäóþùèå çàêîíîìåðíîñòè. Òàê äëÿ áåëîãî îáðàçöà (ðèñ.
1,à) ñ óâåëè÷åíèåì âðåìåíè îáðàáîòêè äî 600 ÷àñîâ (ýòî ñîîòâåòñòâóåò 10 ãîäàì ýêñïëóàòàöèè ñàéäèíãîâ) çàìåòíûõ
èçìåíåíèé â öâåòå íå íàáëþäàåòñÿ. Îäíàêî ïðè óâåëè÷åíèè
âðåìåíè ïðîèñõîäèò ìîíîòîííîå ñíèæåíèå ∆a* è ∆b*. Ýòî
ïðîèñõîäèò âñëåäñòâèå ïîÿâëåíèÿ ó ñàéäèíãîâ æåëòèçíû è
êðàñíîãî îòòåíêà (ôîòîïèíêèíã). Îòìåòèì, ÷òî â íàøåì ñëó÷àå ýòè ýôôåêòû ìîæíî ïîäàâëÿòü äèîêñèäîì òèòàíà, êîòîðûé ïðèñóòñòâóåò âî âñåõ îáðàçöàõ ñàéäèíãà [5, 6]. Òàêèå
öâåòîâûå èçìåíåíèÿ ñâÿçàíû ñ ðàçâèòèåì òåðìîîêèñëèòåëüíûõ ïðîöåññîâ â ïîâåðõíîñòíûõ ñëîÿõ ÏÂÕ è îáðàçîâàíèåì
êèñëîðîäîñîäåðæàùèõ è íåíàñûùåííûõ ñîïðÿæåííûõ ñâÿçåé (ïîÿâëåíèå æåëòèçíû) [11, 12]. Ðàíåå [4] áûëî óñòàíîâëåíî, ÷òî îïòè÷åñêàÿ ïëîòíîñòü ïîëîñ ïîãëîùåíèÿ êàðáîíèëüíûõ ãðóïï (1720 ñì-1) è äâîéíûõ ñâÿçåé (1640 ñì-1) â ÏÂÕ
âîçðàñòàåò ñ óâåëè÷åíèåì âðåìåíè âîçäåéñòâèÿ ÓÔ èçëó÷åíèÿ äî îïðåäåëåííîãî çíà÷åíèÿ. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî ýëèìèíèðîâàíèå õëîðèñòîãî âîäîðîäà ïðîòåêàåò è ïðè ñâåòîâîì ñòàðåíèè [2, 12], îäíàêî ñ ìåíüøåé ñêîðîñòüþ, ÷åì ïðè òåðìîîêèñëèòåëüíîé äåñòðóêöèè. Îòìåòèì, ÷òî ó îáðàçöîâ ñàéäèíãîâ ñåðî-ãîëóáûõ è çåëåíûõ òîíîâ (îáðàçöû ¹2 − ¹5),
êàê è ó áåëîãî ñàéäèíãà (îáðàçåö ¹1), èíäóêöèîííûé ïåðèîä
ïî ñâåòîñòîéêîñòè ñîñòàâëÿåò ~ 500-600 ÷àñîâ. Èíòåðåñíî,
÷òî ïî èíòåíñèâíîñòè è ñêîðîñòè ïîÿâëåíèÿ æåëòîãî è êðàñíîãî îòòåíêîâ ýòè îêðàøåííûå îáðàçöû àíàëîãè÷íû áåëîìó
îáðàçöó (íàïðèìåð, êðèâûå 2 è 3 íà ðèñ. 1). Èç ïðåäñòàâëåííûõ äàííûõ ìîæíî ñäåëàòü âûâîä îá îïðåäåëÿþùåé ðîëè
ôîòîäåñòðóêöèè ñîáñòâåííî ÏÂÕ ìàòðèöû â ïîâåðõíîñòíûõ
ñëîÿõ (îêðàøåííûõ ñâåòîñòîéêèìè êðàñÿùèìè âåùåñòâàìè)
íà èçìåíåíèå öâåòà ýòîé ãðóïïû ñàéäèíãîâ. Íåîäíîçíà÷íûé
õàðàêòåð èçìåíåíèÿ ∆L* ñâÿçàí ñ ïîÿâëåíèåì íà ïîâåðõíîñòè
âñåõ îáðàçöîâ ñàéäèíãîâ ïðè áîëüøèõ âðåìåíàõ (áîëåå 600
÷àñîâ) âîçäåéñòâèÿ ÓÔ-èçëó÷åíèÿ òîíêîãî ïîâåðõíîñòíîãî
ñëîÿ (äî 10 ìêì) èç äåñòðóêòèðóåìîãî ïîæåëòåâøåãî ÏÂÕ,
êîòîðûé íàáëþäàåòñÿ âèçóàëüíî. Åñëè ýòîò, ïîÿâëÿþùèéñÿ â
ðåçóëüòàòå èçìåíåíèÿ öâåòà ïðè ñâåòîâîì ñòàðåíèè ÏÂÕ, îòòåíîê (ïîæåëòåíèå, êðàñíûå îòòåíêè) áëèçîê ê èñõîäíîìó
öâåòó ñàéäèíãà, òî ∆L* îêðàøåííîãî îáðàçöà èçìåíÿåòñÿ íåçíà÷èòåëüíî (ðèñ. 1,á). Åñëè îí ñâåòëåå èñõîäíîãî öâåòà, òî
∆L* ñíèæàåòñÿ (ðèñ. 1,â), åñëè íàîáîðîò, òî ∆L* âîçðàñòåò
(ðèñ. 1,à).
Èçâåñòíî, ÷òî òåðìîäåñòðóêöèÿ ÏÂÕ ïðè ïåðåðàáîòêå ñïîñîáñòâóåò ïîñëåäóþùåé ôîòîäåñòðóêöèè ïîëèìåðà ïîä âîçäåéñòâèåì ÓÔ èçëó÷åíèÿ [12]. Òàêèì îáðàçîì, óâåëè÷èâàÿ
òåðìîñòàáèëüíîñòü è ñîäåðæàíèå òåðìîñòàáèëèçàòîðîâ â
ÏÂÕ êîìïîçèöèÿõ, ïðåäîòâðàùàþùèõ åãî äåãèäðîõëîðèðîâàíèå, èëè ñíèæàÿ òåìïåðàòóðó è ñêîðîñòü ýêñòðóçèè ñàéäèíãà, ìîæíî óâåëè÷èòü âðåìÿ èíäóêöèîííîãî ïåðèîäà ôîòîäåñòðóêöèè è äîáèòüñÿ âûñîêîé ñâåòîñòîéêîñòè èçäåëèé.
Ïîâûøåíèå òåìïåðàòóðû ïåðåðàáîòêè ìîæåò ïðèâåñòè ê
ñíèæåíèþ ñâåòîñòîéêîñòè îêðàøåííûõ ñàéäèíãîâ èç ÏÂÕ
êîìïîçèöèé. Íàìè áûëî óñòàíîâëåíî, ÷òî ïîâûøåíèå ñêîðîñòè ýêñòðóçèè (íàïðÿæåíèÿ è ñêîðîñòè ñäâèãà ïðè òå÷åíèè) ÏÂÕ êîìïîçèöèè ïðè ïðî÷èõ ðàâíûõ óñëîâèÿõ òàêæå
ïðèâîäèò ê ñíèæåíèþ ñâåòîñòîéêîñòè îáðàçöîâ ñàéäèíãà
(òàáëèöà 2).
Èç òàáë. 2 âèäíî, ÷òî ïðè áëèçêèõ èñõîäíûõ çíà÷åíèÿõ
êîîðäèíàò öâåòà âåëè÷èíà ∆Å ïðè âûñîêîñêîðîñòíîé ýêñòðóçèè (45ì/ìèí) óâåëè÷èâàåòñÿ â 1,5 ðàçà ñ 3,1 äî 4,8, ÷òî ïðåâûøàåò äîïóñòèìîå äëÿ ñàéäèíãîâ ðàçëè÷èå öâåòà ∆Å ðàâíîå
4. Èç òàáëèöû 2 ñëåäóåò, ÷òî âîçðàñòàíèå ∆Å â îñíîâíîì
ñâÿçàíî ñî çíà÷èòåëüíûì óâåëè÷åíèè èíòåíñèâíîñòè æåëòîãî òîíà (âîçðàñòàíèå b*). Ïðè÷èíîé ýòîãî ÿâëÿåòñÿ òåðìîäåñòðóêöèÿ ÏÂÕ ïðè èíòåíñèâíîì âîçäåéñòâèè ñäâèãîâûõ
íàïðÿæåíèé ïðè òå÷åíèè, ÷òî ñîïðîâîæäàåòñÿ ñàìîðàçîãðåâîì âûñîêîâÿçêîãî ðàñïëàâà è ïîâûøåíèåì òåìïåðàòóðû íà
20−30°Ñ. Íàèáîëåå îïàñíîé ñ ýòîé òî÷êè çðåíèÿ ÿâëÿåòñÿ
çîíà ôîðìóþùåé ôèëüåðû, â êîòîðîé òåìïåðàòóðà âûñîêîâÿçêîãî ðàñïëàâà ÏÂÕ ìîæåò äîñòèãàòü 230−250°Ñ [13]. Ñíèæåíèå ñàìîðàçîãðåâà âûñîêîâÿçêèõ ÏÂÕ êîìïîçèöèé ïðè
âûñîêîñêîðîñòíîé ýêñòðóçèè ìîæíî äîáèòüñÿ ïóòåì
ïîâûøåíèÿ òåðìîñòàáèëüíîñòè, óâåëè÷åíèÿ ñîäåðæàíèÿ
Òàáëèöà 2 Ðåçóëüòàòû óñêîðåííûõ èñïûòàíèé ïðîìûøëåííûõ îáðàçöîâ ñàéäèíãîâ áåëîãî öâåòà, ïîëó÷åííûõ ïðè ðàçíûõ
ñêîðîñòÿõ ýêñòðóçèè.
54
Ïëàñòè÷åñêèå ìàññû, ¹4, 2013
Ïðèìåíåíèå
òåðìîñòàáèëèçàòîðîâ è òåõíîëîãè÷åñêèõ ñìàçîê, à òàêæå
èçìåíåíèåì ìåõàíèçìà òå÷åíèÿ.
Åñëè ñâåòîñòîéêîñòü êðàñÿùåãî âåùåñòâà íåâûñîêà, èçìåíåíèå åãî öâåòà ïðè ýêñïëóàòàöèè òàêæå áóäåò âëèÿòü íà
èçìåíåíèå öâåòà îêðàøåííîãî ñàéäèíãà.  íàøåì ñëó÷àå òàêèì ìåíåå ñâåòîñòîéêèì êðàñÿùèì âåùåñòâîì îêàçàëñÿ
Holcobatch SANDAL 93-10-17933. Çàâèñèìîñòè ÷èñëåííûõ
çíà÷åíèé êîîðäèíàò öâåòà îáðàçöîâ ñàéäèíãîâ îò âðåìåíè
âîçäåéñòâèÿ ÓÔ èçëó÷åíèÿ îòëè÷àþòñÿ îò ðàññìîòðåííûõ
âûøå çàâèñèìîñòåé. Èíäóêöèîííûé ïåðèîä ñâåòîâîãî ñòàðåíèÿ ñíèæàåòñÿ, à ñêîðîñòü èçìåíåíèÿ öâåòà âîçðàñòàåò. Â
ýòîì ñëó÷àå äî íà÷àëà èíòåíñèâíîé ôîòîäåñòðóêöèè ñîáñòâåííî ÏÂÕ, íà÷èíàåòñÿ ôîòîäåñòðóêöèÿ êðàñÿùåãî âåùåñòâà
Holcobatch SANDAL. Â áîëüøåé ñòåïåíè ýòî ïðîÿâëÿåòñÿ
äëÿ îáðàçöîâ íàñûùåííûõ öâåòîâûõ òîíîâ ïðè áîëüøèõ ñîäåðæàíèÿõ êðàñÿùåãî âåùåñòâà. Íà ðèñ. 2 ïðèâåäåíû çàâèñèìîñòè èçìåíåíèÿ êîîðäèíàò öâåòà äëÿ îáðàçöà ¹7 (1,8 ìàññ.
% Holcobatch SANDAL 93-10-17933) îò âðåìåíè âîçäåéñòâèÿ
ÓÔ èçëó÷åíèÿ.
Åäèíèöû ∆L, ∆a, ∆b
10
*8
b
?
, 6
*
a
?
,* 4
L2
?
û0
ö
è
í
è-2
ä
Å
-4
3
2
1
0
200
400
600
Âðåìÿ îáðàáîòêè, ÷
800
1000
Ðèñ. 2. Çàâèñèìîñòü ÷èñëåííûõ çíà÷åíèé àáñîëþòíûõ èçìåíåíèé êîîðäèíàò CIELab: êðèâûå 1 − ∆L*, 2 − ∆a*, 3 − ∆ b*, äëÿ
îáðàçöà ¹ 7 öâåòà ñàíäàë îò âðåìåíè âîçäåéñòâèÿ ÓÔ
èçëó÷åíèÿ â êëèìàòè÷åñêîé êàìåðå.
Ïðè îêðàøèâàíèè ñàéäèíãîâ ñóïåðêîíöåíòðàòîì Holcobatch
SANDAL îñíîâíûìè ñîñòàâëÿþùèìè áåæåâûõ îòòåíêîâ
öâåòà ÿâëÿþòñÿ æåëòûå è êðàñíûå öâåòà, ïîýòîìó ðîñò
ïîëîæèòåëüíûõ çíà÷åíèé ∆a* è ∆b* ïðè âðåìåíàõ âîçäåéñòâèÿ ÓÔ-èçëó÷åíèÿ ìåíåå 600 ÷àñîâ îáóñëîâëåí èìåííî èçìåíåíèåì öâåòà êðàñÿùåãî âåùåñòâà ñ óìåíüøåíèåì æåëòîãî
è êðàñíîãî îòòåíêîâ ñ îäíîâðåìåííûì îñâåòëåíèåì (ôîòîáëþèíã). Ïðè âðåìåíàõ îáðàáîòêè, ïðåâûøàþùèõ ïðîäîëæèòåëüíîñòü èíäóêöèîííîãî ïåðèîäà ôîòîäåñòðóêöèè ÏÂÕ,
ýôôåêò ôîòîáëþèíãà êðàñÿùåãî âåùåñòâà íà÷èíàåò êîìïåíñèðîâàòüñÿ îïèñàííûì âûøå ýôôåêòîì ôîòîãðåèíãà ïîëèìåðà. Îäíàêî ïðè îêðàøèâàíèè ñàéäèíãà êðàñÿùèìè âåùåñòâàìè ñ íèçêîé ñâåòîñòîéêîñòüþ äðóãèõ öâåòîâ ïîäîáíàÿ
êîìïåíñàöèÿ èçìåíåíèÿ öâåòà, âåðîÿòíî, áóäåò îòñóòñòâîâàòü, è çíà÷åíèÿ ∆Å ìîãóò ïðåâûñèòü 10 åäèíèö.  ýòèõ
ñëó÷àÿõ ïîâûøåíèÿ ñâåòîñòîéêîñòè îêðàøåííîãî ñàéäèíãà
äî òðåáóåìûõ çíà÷åíèé ∆Å íå áîëåå 4 íåâîçìîæíî äîáèòüñÿ
áåç ââåäåíèÿ â ÏÂÕ êîìïîçèöèþ ÓÔ àáñîðáåðîâ è îïòè÷åñêèõ îòáåëèâàòåëåé.
Çàêëþ÷åíèå
Òàêèì îáðàçîì, íà îñíîâå àíàëèçà èçìåíåíèÿ êîîðäèíàò
öâåòîâîãî ïðîñòðàíñòâà â ñèñòåìå CIELab ïîêàçàíî, ÷òî èñïîëüçîâàíèå ñâåòîñòîéêèõ êðàñÿùèõ âåùåñòâ íå âñåãäà ãàðàíòèðóåò âûñîêîé ñâåòîñòîéêîñòè ñàéäèíãîâ èç ÏÂÕ êîìïîçèöèé. Íåëüçÿ ïîëó÷èòü èçäåëèå ñ âûñîêîé ñâåòîñòîéêîñòüþ
è öâåòîóñòîé÷èâîñòüþ, "èñïîðòèâ" ÏÂÕ íà ñòàäèè ïåðåðàáîòêè â èçäåëèå. Âñåãäà æåëàòåëüíî äëÿ ïîëó÷åíèÿ ñâåòîñòîéêîãî ñàéäèíãà èñïîëüçîâàòü æåñòêèå ÏÂÕ êîìïîçèöèè ñ
âûñîêîé òåðìîñòàáèëüíîñòüþ (íå ìåíåå 10 ìèí ïðè 230°Ñ) è
ñâåòîñòîéêèå êðàñÿùèå âåùåñòâà.
Àíàëèç èçìåíåíèÿ ïàðàìåòðîâ öâåòà â ñèñòåìå CIELab ïîçâîëÿåò îöåíèòü âêëàä â èçìåíåíèå öâåòà ïðîìûøëåííûõ
ñàéäèíãîâ èç îêðàøåííûõ ÏÂÕ êîìïîçèöèé êàê ñâåòîâîãî
ñòàðåíèÿ ïîëèìåðíîé ìàòðèöû, òàê è êðàñÿùåãî âåùåñòâà è
ïðåäëîæèòü îïòèìàëüíûå ïóòè ïîâûøåíèÿ ñâåòîñòîéêîñòè è
öâåòîóñòîé÷èâîñòè èçäåëèé.
Ëèòåðàòóðà
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Àíøèí Â. Ñ. Ñèëî-ñêîðîñòíûå è òåìïåðàòóðíî-âðåìåííûå
ïðîöåññû òå÷åíèÿ ðàñïëàâà æåñòêèõ ïîëèâèíèëõëîðèäíûõ
êîìïîçèöèé â ýêñòðóçèîííîé ãîëîâêå ïðè âûñîêîñêîðîñòíîì
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55