Tấm PVC có khả năng chống tia UV như thế nào? Phân tích toàn diện các loại chính

1. Cơ chế phân hủy tia cực tím trong tấm PVC

• Sự đứt gãy chuỗi polymer: Dẫn đến bề mặt giòn và nứt Tấm xốp cứng PVC Và Tấm panel xốp PVC.

• Oxy hóa sắc tố: Gây ra hiện tượng phai màu Tấm PVC màu trắng Và tấm nhựa PVC xốp đen, vì các sắc tố như titan dioxide (trắng) hoặc cacbon đen (đen) hấp thụ năng lượng tia cực tím.

• Mất chất dẻo: Giảm độ đàn hồi của lõi xốp, làm cho tấm ván PVC màu trắng dễ bị nứt ở nơi có khí hậu nắng.

2. Khả năng chống tia UV của các loại tấm PVC chính

Tấm PVC Màu Trắng

• Hiệu suất cơ bản: Chưa sửa đổi Tấm PVC màu trắng thường chứa 2–5% titanium dioxide (TiO₂) như một chất hấp thụ tia UV, cung cấp khả năng bảo vệ vừa phải. Trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, các tấm chưa qua xử lý mất 30% độ bóng bề mặt sau 1.000 giờ tiếp xúc với tia UV (tương đương 1,5 năm ở Arizona).

• Phiên bản nâng cấp: Bảng mạch có lớp phủ nano-TiO₂ hoặc acrylic (ví dụ, tấm ván PVC màu trắng từ các nhà sản xuất cao cấp) tăng khả năng chống tia UV lên 50%, làm chậm quá trình ố vàng lên đến 5–7 năm.

• Giới hạn: Các tấm mỏng hơn (<2mm) dễ bị tổn thương hơn do nồng độ sắc tố thấp hơn.

Tấm PVC Foam Đen

• Lợi thế tự nhiên: Carbon đen trong tấm nhựa PVC xốp đen hấp thụ bức xạ UV hiệu quả, hoạt động như một chất tạo màu và chất ổn định. Các tấm màu đen không tráng phủ có độ phai màu <10% sau 2.000 giờ tiếp xúc với tia UV, vượt trội hơn so với các tấm màu trắng.

• Độ bền của lõi xốp: Cấu trúc tế bào kín của Tấm panel xốp PVC làm giảm sự xâm nhập của độ ẩm, làm trầm trọng thêm thiệt hại do tia UV. Tuy nhiên, bọt mật độ thấp (<0,4g/cm³) có thể tạo ra bề mặt “phấn hóa” sau 3–4 năm ở ngoài trời.

• Sử dụng công nghiệp: Thường được sử dụng trong biển báo ngoài trời và dán xe, vì khả năng chống tia UV của nó lý tưởng để tiếp xúc lâu dài.

Tấm xốp cứng PVC

• Lợi ích của cấu trúc cứng: Dày đặc Tấm xốp cứng PVC (mật độ ≥0,6g/cm³) có ít lỗ chân lông trên bề mặt tấm xốp PVC, giảm sự thâm nhập của tia UV. Các thử nghiệm cho thấy tấm dày 10mm giữ lại 85% độ bền uốn sau 3.000 giờ tiếp xúc với tia UV.

• Tác động của lớp phủ: Không tráng phủ Tấm xốp cứng PVC có thể nứt tại các điểm chịu lực (ví dụ, các cạnh cắt) sau 2 năm ở vùng khí hậu nhiệt đới. Lớp phủ acrylic ổn định với tia UV giúp tăng tuổi thọ lên hơn 10 năm, tấm xốp PVC làm cho nó phù hợp để ốp ngoài trời.

• Ghi chú ứng dụng: Được sử dụng trong môi trường biển, Tấm xốp cứng PVC với chất ức chế nấm mốc bổ sung có khả năng chống lại cả tia UV và sự phân hủy của nước mặn.

Tấm ván PVC trắng

• Cấp độ trang trí so với cấp độ chức năng: Ngân sách tấm ván PVC màu trắng để sử dụng trong nhà thiếu chất phụ gia chống tia UV mạnh, nhanh phai màu khi sử dụng ngoài trời. Tấm xốp PVC Các phiên bản cao cấp (ví dụ, có 5–8% chất ổn định ánh sáng amin cản trở, HALS) duy trì độ ổn định màu trong 8–10 năm.

• Hệ số độ dày: 6mm tấm ván PVC màu trắng có khả năng chống tia UV cao hơn 40% so với tấm 3mm do tấm xốp cứng PVC phân phối sắc tố sâu hơn. Tấm dày hơn được ưa chuộng cho đồ nội thất ngoài trời và biển báo.

Tấm Tấm Xốp PVC

• Thành phần cốt lõi: Mật độ trung bình Tấm panel xốp PVC (0,5–0,7g/cm³) với lõi polyme liên kết chéo có khả năng chống tia UV tốt hơn bọt mật độ thấp. Liên kết chéo làm giảm sự đứt gãy chuỗi do tiếp xúc với tia UV.

• Xử lý bề mặt: Cán màng Tấm panel xốp PVC với lớp màng chống tia UV 0,1mm (ví dụ như polyester hoặc PVC đồng đùn) giúp giảm 70% tình trạng xói mòn bề mặt, phù hợp với tấm ốp tường ngoài trời bằng tấm xốp cứng PVC.

3. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chống tia UV

• Loại sắc tố và tải:

• Carbon đen trong tấm nhựa PVC xốp đen cung cấp khả năng bảo vệ tia UV tự nhiên cao nhất (tương đương SPF 100+).

• Titan dioxit trong Tấm PVC màu trắng đòi hỏi sự phân tán chính xác; các hạt kết tụ tạo ra các điểm yếu.

• Phụ gia:

• Tấm xốp cứng PVC hấp thụ tia UV HALS và benzotriazole tấm ván PVC màu trắng loại bỏ các gốc tự do, làm chậm quá trình phân hủy.

• Chất chống oxy hóa trong Tấm xốp cứng PVC ngăn ngừa sự đứt gãy chuỗi do oxy trong quá trình tiếp xúc với tia UV.

• Quy trình sản xuất:

• Đùn đồng thời (ví dụ, trong Tấm panel xốp PVC) liên kết lớp vỏ chống tia UV với lõi xốp, tăng độ bền mà không cần lớp phủ bổ sung trên tấm xốp cứng PVC.

• Quá trình cán màng sau khi sản xuất sẽ tạo ra một lớp bảo vệ nhưng có thể bị bong tróc nếu tấm xốp cứng PVC không được dán đúng cách.

4. Tiêu chuẩn và thử nghiệm thực tế

• Tiêu chuẩn ASTM G154:Tiêu chuẩn này sử dụng buồng UV huỳnh quang để mô phỏng quá trình tiếp xúc ngoài trời. tấm nhựa PVC xốp đen vượt qua 3.000 giờ thử nghiệm (tương đương với 5 năm ở ngoài trời) được coi là có khả năng chống tia UV cao.

• Các nghiên cứu trường hợp thực tế:

• Trong khí hậu sa mạc của Dubai, không tráng phủ Tấm xốp cứng PVC bị phân hủy trong vòng 18 tháng, trong khi phiên bản phủ lớp không có hư hỏng rõ ràng nào sau 5 năm.

• Vào những tháng mùa hè có tia UV cao ở Na Uy, tấm ván PVC màu trắng với chất phụ gia HALS giữ lại 90% màu sắc, so với 50% của các tấm chưa biến đổi.

5. Hướng dẫn ứng dụng cho môi trường tiếp xúc với tia cực tím

• Vùng có tia cực tím cao (ví dụ: vùng nhiệt đới):

• Ưu tiên tấm nhựa PVC xốp đen hoặc Tấm xốp cứng PVC với lớp phủ acrylic.

• Tránh mỏng Tấm PVC màu trắng (<3mm) cho bề mặt thẳng đứng; sử dụng độ dày 6–10mm cho ứng dụng nằm ngang.

• Vùng UV trung bình (ví dụ: Khí hậu ôn đới):

• Tấm panel xốp PVC với lớp phủ bền với tia UV thích hợp cho biển báo và sàn ngoài trời.

• Làm mới lớp phủ bảo vệ sau mỗi 3–5 năm tấm ván PVC màu trắng ở những khu vực có lưu lượng giao thông cao.

• Khu vực có tia cực tím thấp (ví dụ: Khu vực phía Bắc):

• Không tráng phủ Tấm PVC màu trắng có thể đủ cho các dự án ngắn hạn (≤3 năm).

• Sử dụng tấm nhựa PVC xốp đen đối với các ứng dụng dài hạn để tận dụng khả năng che chắn tia UV tự nhiên của tấm PVC xốp đen carbon đen.

6. Kết luận: Cân bằng giữa chi phí và hiệu suất