Examen des qualités de résistance aux UV du polypropylène et du nylon

Il existe aujourd'hui d'innombrables thermoplastiques sur le marché, de l'acrylique au polyétherimide. Le polypropylène et le nylon sont deux autres thermoplastiques couramment utilisés dans la fabrication. Il est donc important de comprendre les qualités de chacun avant d'envisager ces matériaux pour votre prochain projet.

Le polypropylène est un thermoplastique cristallin efficace et peu coûteux souvent utilisé dans les équipements médicaux, les récipients alimentaires, les emballages et les conduites d'eau. Il est le plus couramment utilisé avec les processus de fabrication de moulage par injection ou d'usinage CNC, mais il est également possible d'imprimer en 3D du polypropylène. Cependant, avant de décider d'imprimer vos pièces en 3D avec du polypropylène, il est important de noter qu'il a tendance à se déformer plus facilement que de nombreux autres matériaux d'impression 3D, et il peut y avoir des options plus appropriées en fonction de ce que vous faites.

De même, le nylon est également compatible avec l'impression 3D, le moulage par injection et l'usinage CNC, et est utilisé dans toutes les industries pour tout fabriquer, de la corde aux composants du moteur. Il peut être façonné en plusieurs formes différentes, y compris des feuilles, des fibres, des filaments et des films, et est souvent utilisé à la place des métaux à faible résistance.

Comme vous pouvez le constater, le nylon et le polypropylène sont des plastiques polyvalents aux multiples avantages. Cependant, la conception de pièces pour une utilisation en extérieur nécessite de sélectionner le bon plastique résistant aux UV ou stabilisé aux UV. Il est donc important de prendre en compte les qualités UV de chaque matériau pour garantir que votre produit final peut résister à une exposition prolongée au soleil sans se décomposer. Dans cet article, nous passerons en revue les qualités de résistance aux UV du nylon et du polypropylène pour vous aider à faire un choix de matériau éclairé.

Qu'est-ce qu'un plastique résistant aux UV ?

Si votre pièce passe beaucoup de temps à l'extérieur ou est autrement exposée à des niveaux soutenus de rayonnement UV, vous pouvez utiliser un plastique résistant aux rayons UV. Par exemple, vous avez peut-être vu certains sièges de stade, pièces automobiles et chaises de jardin souffrir d'une décoloration, d'une perte de clarté visuelle et/ou d'une réduction de la résistance mécanique et de la résistance aux chocs ; en effet, ils ont été fabriqués à partir d'un plastique à faible résistance aux UV. L'exposition aux rayons UV peut également rendre les pièces en plastique plus fragiles et susceptibles de se casser, de se fissurer, de se déformer ou de se désintégrer.

Alors que presque aucun matériau n'est entièrement résistant à la lumière UV, certains peuvent absorber le rayonnement UV. L'ajout de stabilisants ou d'additifs peut améliorer la résistance aux UV des plastiques qui ne peuvent pas absorber la lumière UV. Ces matériaux non résistants aux UV produisent des radicaux libres (atomes avec un électron non apparié), qui peuvent rompre les liaisons intermoléculaires, avoir un impact négatif sur les propriétés mécaniques et provoquer l'usure des plastiques.

Qualités de résistance aux UV du polypropylène dans la fabrication

Le polypropylène est un matériau extrêmement résistant mais flexible et léger. Il résiste aux moisissures, aux bactéries, à l'eau, à l'huile, à la pourriture, à l'électricité et aux produits chimiques. Cependant, le polypropylène n'est pas la meilleure option pour les produits qui vivent à l'extérieur ou qui sont régulièrement exposés au soleil, car il est profondément affecté par l'exposition aux rayons UV. Plus précisément, il est sensible aux longueurs d'onde UV de 290 à 300 nanomètres, 330 nanomètres et 370 nanomètres. Une exposition à des rayons UV de haute intensité pendant seulement six jours peut faire perdre au polypropylène jusqu'à 70 % de sa résistance mécanique, ce qui se traduit par des pièces très fragiles.

Les produits en polypropylène se décomposent généralement après quelques mois d'exposition directe au soleil, car le rayonnement excitera les photons et créera des radicaux libres. Cependant, l'utilisation d'additifs et de revêtements peut aider à protéger les pièces en polypropylène des rayons du soleil. Par exemple, les fibres d'oxyde de zinc ou d'oxyde de titane peuvent bloquer et absorber la lumière UV, réduisant ainsi l'exposition du polypropylène aux rayons UV et prolongeant la durée de vie de la pièce. De même, la conception d'une pièce en polypropylène avec des joints de protection peut l'aider à mieux résister à la lumière du soleil, bien que faire en sorte que le polypropylène se lie à d'autres matériaux peut être difficile car il a peu ou pas de tendance à absorber et est assez glissant.

Même avec des additifs, le polypropylène se dégradera rapidement par rapport aux plastiques naturellement résistants aux UV comme l'acrylique ou le polyéthylène haute densité (HDPE). Ainsi, nous déconseillons son utilisation pour les produits qui recevront une exposition prolongée à la lumière directe du soleil.

Qualités de résistance aux UV du nylon dans la fabrication

De même, le nylon est susceptible de se dégrader lorsqu'il est exposé aux rayons UV pendant des périodes prolongées, car la lumière UV crée des radicaux libres qui affectent les propriétés du nylon. Lorsqu'elles sont exposées au soleil pendant une période prolongée, les pièces en nylon s'affaiblissent et se décolorent. Le nylon est sensible aux longueurs d'onde UV de 290 à 315 nanomètres.

Cependant, il existe plusieurs variantes de nylon qui offrent divers degrés de résistance aux UV. Par exemple, le nylon 6/6 est moins résistant aux rayons UV que le nylon 6 ou le nylon 12. Ainsi, il est important de prendre en compte la résistance mécanique, la résistance à la température, la résistance à l'abrasion et la résistance à l'eau de chaque variation de nylon en plus de l'application prévue de votre produit lors du choix. quel type de nylon utiliser pour votre projet.

Choisir entre le polypropylène et le nylon

Ni le nylon ni le polypropylène ne sont particulièrement résistants aux rayons UV, mais le polypropylène se dégradera probablement plus rapidement lors d'une exposition constante aux rayons UV. Cependant, vous pouvez augmenter à la fois la résistance aux UV du polypropylène et la résistance aux UV du nylon avec :

• Stabilisateurs : Lorsque des radicaux libres se forment, ces additifs les piègent, les empêchant de dégrader les liaisons intermoléculaires au sein du nylon ou du polypropylène. Les photostabilisants à amine encombrée (HALS) sont les types de stabilisants les plus courants.
• Bloqueurs : Les bloqueurs fonctionnent en empêchant les rayons UV d'atteindre le polypropylène ou le nylon en premier lieu. Le noir de carbone est un bloqueur courant très efficace pour les applications extérieures, mais le pigment de dioxyde de titane peut également contribuer à augmenter la longévité de votre produit.
• Absorbeurs : D'autre part, les absorbeurs peuvent absorber le rayonnement UV et le convertir en chaleur ou en d'autres longueurs d'onde moins nocives. Les absorbants les plus courants sont les benzophénones et les benzotriazoles, mais d'autres options existent.

Il convient également de noter que la résistance aux UV n'est pas le seul facteur à prendre en compte lors du choix entre le polypropylène et le nylon.

Le polypropylène est plus solide et plus résistant à l'humidité que le nylon, et sa faible viscosité à l'état fondu le rend idéal pour une utilisation dans le moulage par injection. Le polypropylène est également résistant à l'électricité, aux huiles et aux bactéries, bien qu'il soit hautement inflammable et sensible aux solvants chlorés et à l'oxydation.

D'autre part, le nylon a une viscosité à l'état fondu plus élevée que le polypropylène. Il a également une bonne résistance électrique et est idéal pour les applications à frottement élevé, car il peut conserver sa forme sans trop d'entretien ni de lubrification. Le nylon est également plus malléable que le polypropylène, ce qui permet aux concepteurs de créer des formes plus complexes.

Produire des pièces en polypropylène et en nylon avec Fast Radius

Le polypropylène et le nylon sont des matériaux acceptables pour les pièces qui seront exposées aux UV par intermittence. Cependant, les fluoropolymères (tels que le polytétrafluoroéthylène, le fluorure de polyvinylidène et l'éthylène propylène fluoré), les imides (comme le polyimide et le polyétherimide), l'acrylique, le polyéthylène haute densité ou le polycarbonate peuvent être mieux adaptés aux pièces qui recevront une exposition prolongée aux UV. Si le polypropylène ou le nylon est par ailleurs le meilleur matériau pour vos besoins, l'ajout de bloqueurs, de stabilisants ou d'absorbants peut augmenter la résistance aux UV de votre produit et augmenter sa durée de vie.

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