检验聚丙烯和尼龙的抗紫外线性能

今天市场上有无数的热塑性塑料，从丙烯酸到聚醚酰亚胺。聚丙烯和尼龙是制造中常用的另外两种热塑性塑料，因此在为下一个项目考虑这些材料之前，了解每种材料的质量非常重要。

聚丙烯是一种功能强大、成本低廉的结晶热塑性塑料，常用于医疗设备、食品容器、包装和水管。它最常用于注塑成型或 CNC 加工制造工艺，但也可以 3D 打印聚丙烯。但是，在您决定使用聚丙烯 3D 打印零件之前，请务必注意，它确实比许多其他 3D 打印材料更容易翘曲，并且根据您制作的材料，可能会有更合适的选择。

同样，尼龙也与 3D 打印、注塑成型和 CNC 加工兼容，并在各行各业中用于制造从绳索到发动机部件的所有产品。它可以成型为几种不同的形式，包括片材、纤维、长丝和薄膜，通常用于代替低强度金属。

如您所见，尼龙和聚丙烯是具有多种优点的多功能塑料。然而，为户外使用设计零件需要选择正确的抗紫外线或紫外线稳定塑料，因此重要的是要考虑每种材料的紫外线质量，以确保您的最终产品能够承受长时间暴露在阳光下而不会损坏。在本文中，我们将介绍尼龙和聚丙烯的抗紫外线特性，以帮助您做出明智的材料选择。

什么是抗紫外线塑料？

如果您的零件将在室外花费大量时间或以其他方式暴露在持续水平的紫外线辐射下，您可能需要使用抗紫外线的塑料。例如，您可能已经看到一些体育场座椅、汽车零件和草坪椅出现变色、视觉清晰度下降和/或机械强度和抗冲击性降低；这是因为它们是由抗紫外线能力低的塑料制成的。暴露在紫外线下还会使塑料零件更脆，更容易断裂、开裂、变形或分解。

虽然几乎没有材料完全抵抗紫外线，但有些材料可以吸收紫外线辐射。添加稳定剂或添加剂可以提高不能吸收紫外线的塑料的抗紫外线能力。这些不抗紫外线的材料会产生自由基（带有不成对电子的原子），自由基会破坏分子间键，对机械性能产生负面影响，并导致塑料磨损。

制造中的聚丙烯抗紫外线性能

聚丙烯是一种极其坚韧但柔韧且重量轻的材料。它对霉菌、细菌、水、油、腐烂、电和化学品具有抵抗力。然而，聚丙烯并不是生活在户外或经常暴露在阳光下的产品的最佳选择，因为它深受紫外线辐射的影响。具体来说，它易受 290 – 300 纳米、330 纳米和 370 纳米的紫外线波长的影响。暴露在高强度紫外线辐射下短短 6 天就会导致聚丙烯失去高达 70% 的机械强度，从而导致部件变得非常脆。

聚丙烯产品通常会在直接暴露在阳光下几个月后分解，因为辐射会激发光子并产生自由基。然而，使用添加剂和涂料可以帮助保护聚丙烯部件免受阳光照射。例如，氧化锌或氧化钛纤维可以阻挡和吸收紫外线，减少聚丙烯暴露于紫外线辐射并延长部件的使用寿命。同样，设计带有保护性密封的聚丙烯部件可以帮助它更好地抵御阳光，但要让聚丙烯与其他材料粘合可能很困难，因为它几乎没有吸收倾向，而且很滑。

即使添加了添加剂，与丙烯酸或高密度聚乙烯 (HDPE) 等天然抗紫外线塑料相比，聚丙烯也会迅速降解。因此，我们建议不要将其用于会长时间暴露在阳光直射下的产品。

制造中的尼龙抗紫外线性能

同样，尼龙在长时间暴露于紫外线辐射时也容易降解，因为紫外线会产生影响尼龙性能的自由基。当长时间暴露在阳光下时，尼龙部件会变弱并褪色。尼龙对 290 - 315 纳米的紫外线波长很敏感。

然而，有几种尼龙变体提供不同程度的抗紫外线性。例如，尼龙 6/6 对紫外线的抵抗力低于尼龙 6 或尼龙 12。因此，在决定产品的预期应用时，除了考虑产品的预期应用外，还必须考虑每种尼龙变体的机械强度、耐温性、耐磨性和防水性。您的项目使用哪种类型的尼龙。

在聚丙烯和尼龙之间进行选择

尼龙和聚丙烯都不是特别耐紫外线，但聚丙烯在持续暴露于紫外线辐射时可能会降解得更快。但是，您可以通过以下方式提高聚丙烯的抗紫外线性和尼龙的抗紫外线性：

• 稳定剂： 当自由基形成时，这些添加剂会捕获它们，防止它们降解尼龙或聚丙烯中的分子间键。受阻胺光稳定剂 (HALS) 是最常见的稳定剂类型。
• 拦截器： 阻隔剂的作用是首先防止紫外线到达聚丙烯或尼龙。炭黑是户外应用中常见的高效阻隔剂，但二氧化钛颜料也有助于延长产品的使用寿命。
• 吸收剂： 另一方面，吸收剂可以吸收紫外线辐射并将其转化为热量或其他危害较小的波长。最常见的吸收剂是二苯甲酮和苯并三唑，但也有其他选择。

另外值得注意的是，在聚丙烯和尼龙之间进行选择时，抗紫外线并不是唯一考虑的因素。

聚丙烯比尼龙更坚固、更耐潮，其低熔体粘度使其非常适合用于注塑成型。聚丙烯还具有耐电、耐油和耐细菌的特性，但它高度易燃且易受氯化溶剂和氧化的影响。

另一方面，尼龙的熔体粘度比聚丙烯高。它还具有良好的电阻，是高摩擦应用的理想选择，因为它无需太多维护或润滑即可保持其形状。尼龙也比聚丙烯更具延展性，这使设计师能够创造出更复杂的形状。

生产具有快速半径的聚丙烯和尼龙部件

对于将接受间歇性紫外线照射的部件，聚丙烯和尼龙是可接受的材料。然而，含氟聚合物（如聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯和氟化乙烯丙烯）、酰亚胺（如聚酰亚胺和聚醚酰亚胺）、丙烯酸、高密度聚乙烯或聚碳酸酯可能更适合用于长时间暴露在紫外线下的部件。如果聚丙烯或尼龙是满足您需求的最佳材料，添加阻隔剂、稳定剂或吸收剂可以提高产品的抗紫外线能力并延长其使用寿命。

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