محیط زیست بر عمر مفید کابل ها تأثیر منفی می گذارد. قرار گرفتن در معرض نور خورشید، نوسانات دما یا رطوبت، چیزی را تشکیل می دهد که موجب یک فرآیند شیمیایی برگشت ناپذیر می شود که باعث تغییر رنگ و از بین رفتن خواص مکانیکی پلیمرها می شود. بنابراین، اجتناب از این اثرات بر روی کابل هایی که در معرض شرایط بیرونی قرار دارند، برای افزایش طول عمر آنها ضروری است.
در صنعت تولید سیم و کابل، طیف وسیعی از طرح ها و برنامه های کاربردی برای استفاده در فضای باز ارائه شده است. چندین بخش بسیار مرتبط نیاز به کابل هایی دارند که بتوانند در برابر تخریب نوری مقاومت کنند.
ما در مورد یک فرآیند فتوشیمیایی تولید شده توسط نور خورشید صحبت می کنیم که تجمعی است، به این معنی که با گذشت زمان بدتر می شود و برگشت ناپذیر است. تخریب پلیمر توسط اشعه ماوراء بنفش (UV) بر خواص فیزیکی و طول عمر مفید کابل ها تأثیر می گذارد.
بنابراین، اشعه ماوراء بنفش باعث تخریب نور اکسیداتیو می شود که منجر به شکستن زنجیره های پلیمری می شود و رادیکال های آزاد تولید می کند که یک واکنش زنجیره ای را آغاز می کند که باعث بدتر شدن خواص مکانیکی آن می شود. در نتیجه، ظاهر بصری و شفافیت کابل کاهش می یابد و همچنین خواص مکانیکی کابل از بین می رود و عمر مفید آن را محدود می کند.
باید به خاطر داشت که وقتی پلاستیک در معرض شرایط خورشیدی و آب و هوایی قرار می گیرد، دو پدیده مستقل رخ می دهد: تخریب پلیمری و تخریب نوری گروه های کروموفور موجود در رنگدانه ها که مسئول رنگ نهایی کابل هستند.
کاهش تخریب نوری پلیمری
سه راه برای کاهش تخریب نوری پلیمری وجود دارد.
- یکی از آنها استفاده از مواد افزودنی به نام فیلترهای UV است که توانایی جذب نور فرابنفش را دارند که باعث تخریب می شود. به این ترتیب وقتی نور خورشید با این مواد افزودنی تماس پیدا می‌کند، واکنش نشان می‌دهند و از رسیدن نور به پلیمر جلوگیری می‌کنند، انگار که یک چتر آفتابی است.
- همچنین می توان از طریق HALS (تثبیت کننده نور آمین با مانع) – خانواده ای از مواد افزودنی که به رادیکال های آزاد واکنش نشان می دهد، آنها را مسدود کرده و از شروع شکستن زنجیره پلیمری جلوگیری می کند. هنگامی که نور ماوراء بنفش برخورد می کند و رادیکال آزاد تولید می شود، HALS عمل می کند تا فرآیند تخریب پلیمر را متوقف کند.
- از سوی دیگر، با استفاده از رنگدانه سیاه (یعنی کربن سیاه) ظرفیت بالایی برای جذب اشعه ماوراء بنفش از نور به دست می آید، زیرا این انرژی را به دام می اندازد و در نتیجه از واکنش آن با پلیمر جلوگیری می کند. موثرترین گریدها آنهایی هستند که کوچکترین اندازه ذرات را دارند، زیرا سطح بزرگتری برای به دام انداختن تابش خورشیدی دارند.
محافظت از رنگ کابل در مقابل شرایط آب و هوایی
و در مورد رنگ چطور؟ هیچ افزودنی وجود ندارد که از رنگ کابل مانند پلیمر محافظت کند. راه حل در این مورد فرمولاسیون رنگ با استفاده از رنگدانه های آماده شده برای مقاومت در برابر شرایط بیرونی است. به عبارت دیگر لازم است از همان ابتدا رنگدانه یا ترکیبی از رنگدانه ها را انتخاب کنید که لایت فاست باشند.
آب و هوا و پایداری نور
رفتار رنگدانه ها در فضای باز را می توان با آزمایشی اندازه گیری کرد که وضعیت قرار گرفتن در معرض پلاستیک ها را در شرایط مختلف نور خورشید تسریع می کند. به عبارت دیگر، راه‌های موثری برای دانستن اینکه چه نوع رفتاری از کابل‌های فضای باز باید انتظار داشت وجود دارد که انتخاب رنگدانه‌ها و در نتیجه پیش‌بینی طول عمر پلاستیک را تسهیل می‌کند.
به این ترتیب، تصمیم‌گیری را تسهیل می‌کند و به نصب کابل‌های جامد که قادر به مقاومت در برابر هوا و شرایطی است که باعث پایداری نور می‌شود کمک می‌کند و بدین ترتیب مفهوم تاریخی پایداری نور، که میزان وقوع نور را در نظر می گیرد، با مفهوم هوازدگی ترکیب می شود که علاوه بر نور، عواملی مانند دما و رطوبت را نیز در نظر می گیرد.
در واقع، رنگدانه هایی که رفتار پایداری نور خوبی دارند، ممکن است در محدوده دمایی مختلف، تحت تابش خورشیدی به درستی کار نکنند و همچنین تحت تأثیر پلیمر مورد استفاده در تعریف کابل قرار می گیرند. هر دو مفهوم به هم می پیوندند تا مشکلی را که طراحان کابل فضای باز با آن مواجه هستند برطرف کنند، اما خوشبختانه راه حلی وجود دارد.
درک خوب رفتار رنگدانه در انواع مختلف پلیمرهای مورد استفاده در صنعت کابل، مانند XLPE، PVC، HFFR، TPU، TPE-E، EPDM، ضروری است تا بتوان فرمولاسیون رنگدانه‌ای را پیشنهاد کرد که رنگ مورد نیاز را با عالی به دست آورد. ثبات رنگ در مواجهه با شرایط بیرونی، نه تنها به دلیل اثر تهاجمی نور، بلکه به دلیل همه عوامل هوازدگی فوق الذکر.
حیاتی ترین رنگ هایی که می توانیم در کابل های فضای باز پیدا کنیم، آن هایی هستند که باید با رنگدانه های قرمز و زرد طراحی شوند، زیرا آنها حساس ترین رنگ ها به نور و اثرات آب و هوایی هستند. به همین دلیل ضروری است که آزمایشاتی داشته باشیم که به ما در پیش بینی رفتار این رنگدانه ها در پایه های پلیمری مختلف و با غلظت های لازم کمک کند. این آزمایش ها باید برای این رنگدانه های حیاتی با استفاده از Suntest (دستگاه آزمایشگاهی که در شرایط استاندارد به ما امکان می دهد این پیش بینی ها را انجام دهیم) انجام شود.
در صورتی که این آزمایشات با رنگدانه های حیاتی انجام نشود، امکان تخریب گروه های کروموفور این رنگدانه ها وجود دارد که منجر به تغییر رنگ کابل ها در زمان های بسیار کمتر از حد مطلوب می شود و مشکلات مربوط به تعمیر و کنترل مدارهای الکتریکی و کابل های داده در تاسیسات فضای باز.
بدون دیدگاه