Polietileno tereftalato (PET) savybių veikiant ultravioletiniams spinduliams (UV) tyrimas
Anužis, Jurgis |
Polietileno tereftalatas (PET) – vienas iš plačiausiai naudojamų termoplastinių polimerų, kurio savybės ir perdirbimo galimybės atveria plačias taikymo sritis pakuočių, tekstilės ir kitų gaminių pramonėje. Vis dėlto, šios medžiagos ilgaamžiškumui didelę įtaką daro aplinkos veiksniai, ypač ultravioletinė (UV) spinduliuotė, kuri ilgainiui lemia tiek mechaninių, tiek cheminių savybių pokyčius. Atsižvelgiant į tai, tyrime buvo siekiama įvertinti UV spinduliuotės poveikio trukmės įtaką grynosios (PET – VG) ir iš dalies perdirbtos (PET – STD) PET plėvelių mechaninėms bei cheminėms savybėms. Eksperimentinis tyrimas buvo atliktas naudojant pagreitinto UV sendinimo metodą pagal ASTM G154 standartą, taikant UVA – 351 fluorescencinę lempą, imituojančią saulės spinduliuotę. Bandiniai buvo veikiami UV spinduliuote skirtingą laiką (nuo 1 iki 24 valandų), siekiant stebėti pokyčių dinamiką. Mechaninės savybės buvo vertinamos tempimo bandymų metodu pagal ISO 527 – 3 standartą ir smūgio atsparumo bandymais pagal ISO 6603 – 2 standartą. Cheminiai struktūros pokyčiai nustatyti naudojant FTIR spektroskopiją. Tyrimo rezultatai parodė, kad UV spinduliuotė turi reikšmingą poveikį tiek PET – VG , tiek PET – STD plėvelėms: didėjant ekspozicijos trukmei mažėja tempimo stipris, didėja standumas ir reikšmingai blogėja smūgio atsparumas. FTIR analizė atskleidė aiškius molekulinės struktūros pakitimus – ypač funkcinių grupių pokyčius, susijusius su polimerų grandinių skaidymu. Pastebėta, kad perdirbtos sudėties PET plėvelės (PET – STD) yra labiau linkusios į degradaciją, kas rodo mažesnį jų atsparumą ilgalaikiam UV poveikiui, palyginti su grynosios sudėties plėvelėmis (PET – VG ). Šis tyrimas parodė, kad nors PET plėvelės iš perdirbtos medžiagos atitinka žiedinės ekonomikos principus, jų eksploatacinės savybės gali būti labiau pažeidžiamos esant saulės šviesos poveikiui. Gauti rezultatai yra svarbūs ne tik medžiagų mokslui, bet ir praktiniam PET gaminių naudojimui bei jų ilgaamžiškumo prognozavimui, ypač tais atvejais, kai gaminiai yra eksploatuojami lauko sąlygomis'
Polyethylene terephthalate (PET) is one of the most widely used thermoplastic polymers, whose properties and processing capabilities open up a wide range of applications in the packaging, textile and other product industries. However, the durability of this material is strongly influenced by environmental factors, particularly ultraviolet (UV) radiation, which causes changes in mechanical and chemical properties over time. In this context, the study aimed to evaluate the influence of the duration of exposure to UV radiation on the mechanical and chemical properties of virgin (PET – VG) and partially recycled (PET – STD) PET films. The experimental study used the accelerated UV ageing method according to ASTM G154 using a UVA – 351 fluorescent lamp simulating solar radiation. The samples were exposed to UV radiation for different periods of time (from 1 to 24 hours) to observe the dynamics of the changes. The mechanical properties were evaluated by tensile tests according to ISO 527-3 and impact tests according to ISO 6603 – 2. Chemical changes in the structure were determined by FTIR spectroscopy. The results showed that UV irradiation has a significant effect on both PET – VG and PET – STD films, with a decrease in tensile strength, an increase in stiffness and a significant deterioration in impact strength with increasing exposure time. FTIR analysis revealed clear changes in the molecular structure, in particular changes in the functional groups associated with polymer chain scission. It was observed that recycled PET films (PET – STD) are more prone to degradation, indicating a lower resistance to long-term UV exposure compared to virgin films (PET – VG). This study has shown that although PET films made from recycled material are in line with the circular economy principles, their performance may be more vulnerable to sunlight exposure. The results obtained are important not only for materials science, but also for the practical use of PET products and the prediction of their durability, especially when the products are used in outdoor applications.