Атмосферостойкость экструдированных строительных ПВХ - профилей

Коваль В. Атмосферостойкость экструдированных строительных ПВХ - профилей // Витрина. 2001. №2. C.

Под атмосферостойкостью ПВХ-профилей понимают их способность выдерживать действие различных атмосферных факторов (отрицательных температур, переходов через 0?, солнечной радиации, кислорода воздуха, промышленных газов и т.п.) в течение продолжительного времени, без ухудшения внешнего вида и снижения эксплуатационных свойств (химических, диэлектрических, физико-механических и др.). Количественный критерий атмосферостойкости профилей представляет собой соотношение значений некоторой выбранной характеристики профиля (относительного удлинения, жесткости, прочности, ударной вязкости, времени до появления трещин, времени пожелтения и пр.) до и после экспозиции (испытаний на открытом воздухе или в климатических камерах). Оценка ряда свойств производится по эталонам (например, по изменению цвета), или по условным шкалам (например, по степени растрескивания).

Ввиду существенных влияний механических напряжений на процессы старения, устойчивость к атмосферным воздействиям напряженных и ненапряженных ПВХ профилей различна. Таким образом, атмосферостойкость оконных и дверных экструдированных ПВХ-профилей должна быть значительно выше, чем у отделочных профилей (siding, cladding).

Вблизи земной поверхности на атмосферостойкость ПВХ-профилей особенно влияет ультрафиолетовая часть солнечного спектра с длиной волны 0,29 - 0,35 мкм, энергия которой достаточна для разрыва молекулярной связи по С-С. При большей длине волны разрушение может произойти только при одновременном действии агрессивных химических веществ (например, кислорода). Распределение энергии солнечного излучения в течение года непостоянно и зависит от высоты стояния солнца, условия поглощения света атмосферой, от времени года и т.д.

При повышении температуры воздуха ускоряется окисление ПВХ, что приводит к возрастанию его жесткости и хрупкости. Чрезмерное переохлаждение ПВХ профилей (без специальных противоморозных добавок), находящихся в контакте с металлами, может вызвать их растрескивание 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 воздействуют на ПВХ-профиль совместно.

Атмосферостойкость ПВХ профилей определяется климатом данной местности и условиями экспозиции (наличием прямой или рассеянной солнечной радиации, временем года, концентрацией озона, интенсивностью отрицательных температур и т.п.). Поэтому при оценке атмосферостойкости ПВХ-профилей указывают, в какой климатической зоне проводились испытания. Кроме того, на атмосферостойкость существенно влияет химический состав компонентов, входящих в состав профиля. Некоторые из них (ТiO2, карбоксилаты и стеараты Са, Pb, Zn, Ba, Cd) могут ускорять термо ? и фотоокислительную деструкцию ПВХ-профилей. Для устранения их негативного влияния в экструзионный ПВХ-компаунд добавляют дополнительные стабилизаторы: производные бензотриазола, бензофенона, технический углерод, кварцевую муку, алюминиевый порошок и прочее.

Атмосферостойкостиь ПВХ профилей определяют в естественных и лабораторных (ускоренных) условиях. В естественных условиях образцы ПВХ профилей закрепляют на специальных стендах под углом 45?к горизонту и периодически отмечают изменение внешнего вида, цвета, образование трещин и прочих дефектов 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 можно разделить на две группы:

1) методы, воспроизводящие действие только одного из атмосферных факторов (например, облучение ртутной или кварцевой лампой, имитирующее солнечную радиацию);

2) методы, воспроизводящие одновременное действие нескольких атмосферных факторов (солнечной радиации, тепла, отрицательных температур, влажности и т.д.).

Для этих целей отечественной промышленностью ранее выпускались специальные устройства: везерометры, федометры, ксенотесты, представлявшие собой камеры 880 х 880 х 950 мм с двумя источниками светового излучения (обычно ? две электродуговые и две кварцевые лампы), дождевальные установки, холодильники, калориферы, компессоры для сжатого воздуха. Эти аппараты испытывали ПВХ профили по задаваемой программе, регистрируя продолжительность испытаний и все режимы их проведения. Аналогичный зарубежный аппарат ? ?Xenotest 450? (Германия). В нем образцы ПВХ профилей размещаются на вращающемся барабане, в специальных кассетах. Площадь испытываемой поверхности ПВХ профилей ? 180 х 60 мм. Испытания проводят при следующих 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 постоянном температурно-влажностном режиме. Образцы ПВХ-профилей вращаются со скоростью 1 мин -1. Для условий непромышленных районов проводят циклические испытания: 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 NaCI) 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 испытательные 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 обо 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.