Атмосферостойкость экструдированных строительных ПВХ профилей

Потребителя ПВХ окна или cladding (siding) профилей интересует прежде всего, насколько долго прослужит ему купленный товар, особенно при использовании на открытом воздухе. То есть, клиента интересует атмосферостойкость ПВХ профилей, под которой понимают способность этих ПВХ изделий выдерживать действие различных атмосферных факторов (отрицательные температуры, переходы через 0°,солнечная радиация, кислород воздуха, промышленные газы) в течение продолжительного времени, без ухудшения внешнего вида и снижения эксплуатационных свойств (химических, диэлектрических, физико-механических и других).



Количественный критерий атмосферостойкости профилей - соотношение значений некоторой выбранной характеристики профиля (относительное удлинение, жесткость, прочность, ударная вязкость по Sharpi/Izod, время до появления трещин (разрыва), время пожелтения и пр.) до и после экспозиции (испытаний на открытом воздухе или в климакамерах).

Оценка ряда свойств производится по эталонам (например, по изменению цвета) или по условным шкалам (например, по степени растрескивания).

Из-за существенных влияний механических напряжений на процессы старения, атмосферостойкость напряженных и ненапряженных ПВХ профилей различна (то есть, атмосферостойкость оконных и дверных экструдированных ПВХ профилей должна быть значительно выше атмосферостойкости отделочных ПВХ профилей (siding, cladding).

Атмосферостойкость экструдированных ПВХ профилей определяется их сопротивляемостью тепловому старению. У земной поверхности на атмосферостойкость ПВХ профилей особенно влияет ультрафиолетовая часть солнечного спектра с длиной волны 0,29-0,35 мкм, с энергией, достаточной для разрыва молекулярной связи по С-С. При большей длине волны разрушение может произойти только при одновременном действии химагентов (например, кислорода).

Распределение энергии солнечного излучения в течение года непостоянно и зависит от высоты стояния солнца, условия поглощения света атмосферой, от времени года и пр.

При повышении температуры окружающей среды ускоряются как окислительные процессы ПВХ, так и экстракция, некоторых аддитивов из состава экструзионного ПВХ компаунда профилей, что приводит к росту жесткости и хрупкости.

Чрезмерное переохлаждение ПВХ профилей (без специальных противоморозных добавок), находящихся в контакте с металлами, может вызвать их растрескивание, отслоение и т. п из-за разности температурных коэффициентов линейного расширения металла и ПВХ. Наличие в воздухе влаги может снижать гидроизоляционные свойства строительных пластифицированных ПВХ профилей и в то же время повышает их светостойкость.

В реальных атмосферных условиях эти факторы действуют на ПВХ профиль совместно. Из- за непостоянства атмосферных условий для получения надежных результатов испытания на атмосферостойкость ПВХ профилей должны продолжаться не менее 4-х лет.

Атмосферостойкость ПВХ профилей определяется климатом данной местности и условиями экспозиции (наличие прямой или рассеянной солнечной радиации, времена года, концентрация озона, интенсивность отрицательных температур), а с другой стороны, - составом строительных ПВХ профилей (составом экструзионного ПВХ компаунда).

Поэтому при оценке атмосферостойкости ПВХ профилей указывают, в какой климатической зоне проводились испытания (Крайний Север, Арктика, средняя полоса, тропики, субтропики). Наряду с морфологий ПВХ матрицы, существенно влияют на атмосферостойкость различные аддитивы (их роль в экструзии ПВХ профилей мы рассматривали в предыдущих выпусках газеты). Некоторые из них (TiO2, карбоксилаты и стеараты Ca, Pb, Zn, Ba, Cd) могут ускорять термо- и фотоокислительную деструкцию ПВХ профилей.

Для их устранения в экструзионный ПВХ компаунд подмешивают дополнительные стабилизаторы: производные бензотриазола, бензофенона, технический углерод, кварцевую муку, алюминиевый порошок и пр.

Атмосферостойкостиь ПВХ профилей определяют в естественных и лабораторных (ускоренных) условиях. В естественных условиях образцы ПВХ профилей закрепляют на специальных стендах под углом к горизонту 45° и периодически отмечают изменение внешнего вида, цвета, образования трещин и прочие дефекты поверхности образцов, а также определяют физико-механические и другие свойства ПВХ профилей. Помимо открытых испытаний, те же испытания проводят и под навесом, исключающим прямое попадание солнечных лучей на ПВХ профиль.

Лабораторные методы испытаний атмосферостойкости ПВХ профилей, дающие качественную сравнительную оценку, можно разделить на методы, воспроизводящие действие только одного из факторов (например, облучение ртутной, кварцевой лампой, имитирующими солнечную радиацию) и методы, воспроизводящие одновременное действие нескольких атмосферных факторов (солнечная радиация, тепло, отрицательные температуры, влажности, установки " день - ночь", фильтры для различных длин волн светового излучения, устройства прямого и косого дождевания и пр.).

Ранее отечественной промышленностью для этих целей выпускались специальные камеры везерометры, федометры, ксенотесты, представлявшие собой камеры 880х880х950 мм с 2 источниками светового излучения (обычно - 2 электродуговые и 2 кварцевые лампы), дождевальные установки, холодильники, калориферы, компрессоры для сжатого воздуха.

Эти аппараты испытывали ПВХ профили по задаваемой программе, регистрируя продолжительность испытаний и все режимы. Аналогичный зарубежный аппарат - Xenotest 450 (Германия).

В нем образцы ПВХ профилей размещаются на вращающемся барабане в специальных кассетах. Площадь испытываемой поверхности ПВХ профилей - 180х60 мм. Испытания проводят при режимах: а) переменная влажность, б) автоматически контролируемая влажность и температура, в) одновременное действие влажности и световой радиации, г) дождевание образцов по заданной программе.

Универсальный экваторомер (Япония) со сменными источниками теплового и светового излучения, дождевальной и влажностной установкой и встроенной холодильной камерой используется для определения атмосферостойкости ПВХ профилей при постоянно выбранном температурно-влажностном режиме.

Образцы ПВХ профилей помещают на вращающийся со скоростью 1 мин -1.

Для условий непромышленных районов проводят циклические испытания, воспроизводящие действие ПВХ профилей: 7 часов в камере влажности при 50% (5°С и относительной влажности воздуха 95-100%; 11 часов в камере влажности при +18-23°С и относительной влажности воздуха 95 - 100%; 2 часа - в камере соленого тумана (3% раствор NaCl) при +35-40°С; 3 часа в камере солнечной радиации с кварцевыми и электродуговыми лампами; 1 час - на открытом воздухе. Один цикл соответствует 24 часам испытаний.

Испытания строительных экструдированных ПВХ профилей в атмосферных условиях промышленных районов с тропическим климатом проводят аналогично вышеприведенной методике, но вместо камеры с солевым туманом ПВХ профили выдерживают 2 часа в атмосфере сернистого газа (концентрация SO2 - 0,15 %) при +50°С и относительной влажности 95-100%.

Аналогичные испытания проводят и при отрицательных температурах (вплоть до -75°С).

Остается только добавить, что путь в немецкие испытательне центры не заказан и зарубежным экструзионым фирмам по производству строительных ПВХ профилей.

Это сложная и длительная процедура, но фирма, получившая положительные результаты испытаний своих ПВХ профилей на немецких испытательных стендах, имеет полное юридическое право продавать свои профили в Германии (хотя там около 70 собственных производителей только оконных ПВХ профилей, не говоря о всех прочих типах ПВХ профилей). И с таким сертификатом (вместе с другими испытаниями)открыта дорога на немецкий строительный рынок и никто не имеет права обвинить негерманского импортера в демпинге.

Самое интересное, что в условиях экономической разрухи в СНГ две экструзионные фирмы из СНГ умудрились пройти это сито жесточайших немецких испытаний и получить соответственные сертификаты и юридические права на импорт своих экструдированных ПВХ профилей в Германию и ЕС.

Владимир КОВАЛЬ