Comparaison de la résistance UV du polypropylène et du nylon pour un choix de matériau fiable

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

Le polypropylène est un thermoplastique cristallin performant et peu coûteux, souvent utilisé dans les équipements médicaux, les contenants alimentaires, les emballages et les tuyaux d'eau. Il est le plus couramment utilisé avec les procédés 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 qu'il peut y avoir des options plus adaptées selon ce que vous fabriquez.

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 fabriquer de tout, des cordes aux composants de moteur. Il peut être façonné sous plusieurs formes différentes, notamment feuilles, fibres, filaments et films, et est souvent utilisé en remplacement de métaux à faible résistance.

Comme vous pouvez le voir, le nylon et le polypropylène sont des plastiques polyvalents avec de multiples avantages. Cependant, la conception de pièces pour une utilisation en extérieur nécessite de sélectionner le bon plastique résistant ou stabilisé aux UV, il est donc important de considérer les qualités UV de chaque matériau pour garantir que votre produit final puisse résister à une exposition prolongée au soleil sans se dégrader. 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 passera beaucoup de temps à l'extérieur ou sera exposée à des niveaux soutenus de rayonnement UV, vous voudrez peut-être 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 de décoloration, de perte de transparence visuelle et/ou de réduction de la résistance mécanique et de la résistance aux chocs ; c'est parce qu'ils étaient faits d'un plastique à faible résistance aux UV. L'exposition à la lumière UV peut également rendre les pièces en plastique plus fragiles et sujettes à la rupture, aux fissures, à la déformation ou à la désintégration.

Bien qu'aucun matériau ne soit 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 pour les 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, affecter négativement les propriétés mécaniques et user les plastiques.

Qualités de résistance aux UV du polypropylène en fabrication

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

Les produits en polypropylène se dégraderont 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 de la lumière du soleil. Par exemple, des fibres d'oxyde de zinc ou de dioxyde de titane peuvent bloquer et absorber la lumière UV, réduisant l'exposition du polypropylène aux rayonnements UV et prolongeant la durée de vie de la pièce. De même, concevoir une pièce en polypropylène avec des joints de protection peut l'aider à mieux résister au soleil, bien que faire adhérer le polypropylène à d'autres matériaux puisse être difficile car il a peu ou pas de tendance à l'absorption 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 (PEHD). Nous déconseillons donc son utilisation pour des produits qui recevront une exposition prolongée à la lumière directe du soleil.

Qualités de résistance aux UV du nylon en fabrication

De même, le nylon est susceptible de se dégrader lorsqu'il est exposé aux rayonnements UV pendant de longues périodes, car la lumière UV crée des radicaux libres qui affectent les propriétés du nylon. Exposé 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 offrant des degrés variables de résistance aux UV. Par exemple, le nylon 6/6 est moins résistant aux rayons UV que le nylon 6 ou le nylon 12. Il est donc important de considérer la résistance mécanique, la résistance à la température, la résistance à l'abrasion et la résistance à l'eau de chaque variante de nylon, en plus de l'application prévue de votre produit, lors du choix du type de nylon à utiliser pour votre projet.

Choisir entre le polypropylène et le nylon

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

• Stabilisants : Lorsque des radicaux libres se forment, ces additifs les piègent, les empêchant de dégrader les liaisons intermoléculaires dans le nylon ou le polypropylène. Les stabilisateurs à amines entravées (HALS) sont le type de stabilisants le plus courant.
• 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 et très efficace pour les applications extérieures, mais le pigment dioxyde de titane peut également aider 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 autres longueurs d'onde moins nocives. Les absorbeurs 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 résistant et plus résistant à l'humidité que le nylon, et sa faible viscosité de fusion le rend idéal pour 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 de fusion plus élevée que le polypropylène. Il a également une bonne résistance électrique et est idéal pour les applications à haut frottement, car il peut maintenir sa forme sans beaucoup d'entretien ou de lubrification. Le nylon est également plus malléable que le polypropylène, ce qui permet aux concepteurs de créer des formes plus complexes.

Production de pièces en polypropylène et nylon avec Fast Radius

Le polypropylène et le nylon sont des matériaux acceptables pour les pièces qui recevront une exposition UV intermittente. Cependant, les fluoropolymères (tels que le polytétrafluoroéthylène, le polyvinylidène fluoride 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 pour les pièces qui recevront une exposition UV prolongée. Si le polypropylène ou le nylon est par ailleurs le meilleur matériau pour vos besoins, l'ajout de bloqueurs, stabilisants ou absorbeurs peut augmenter la résistance UV de votre produit et prolonger sa durée de vie.

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