Examen de las cualidades de resistencia a los rayos UV del polipropileno y el nailon

Hay innumerables termoplásticos en el mercado hoy en día, desde acrílico hasta polieterimida. El polipropileno y el nailon son otros dos termoplásticos que se usan comúnmente en la fabricación, por lo que es importante comprender las cualidades de cada uno antes de considerar estos materiales para su próximo proyecto.

El polipropileno es un termoplástico cristalino capaz y de bajo costo que se usa a menudo en equipos médicos, envases de alimentos, empaques y tuberías de agua. Se usa más comúnmente con los procesos de fabricación de moldeo por inyección o mecanizado CNC, pero también es posible imprimir polipropileno en 3D. Sin embargo, antes de que decida imprimir sus piezas en 3D con polipropileno, es importante tener en cuenta que tiende a deformarse más fácilmente que muchos otros materiales de impresión en 3D, y puede haber opciones más adecuadas según lo que esté haciendo.

Del mismo modo, el nailon también es compatible con la impresión 3D, el moldeo por inyección y el mecanizado CNC, y se utiliza en todas las industrias para fabricar de todo, desde cuerdas hasta componentes de motores. Se le puede dar forma en varias formas diferentes, incluidas láminas, fibras, filamentos y películas, y a menudo se usa en lugar de metales de baja resistencia.

Como puedes ver, el nylon y el polipropileno son plásticos versátiles con múltiples beneficios. Sin embargo, diseñar piezas para uso en exteriores requiere seleccionar el plástico adecuado resistente a los rayos UV o estabilizado a los rayos UV, por lo que es importante tener en cuenta las cualidades UV de cada material para garantizar que su producto final pueda resistir la exposición prolongada a la luz solar sin descomponerse. En este artículo, repasaremos las cualidades de resistencia a los rayos UV del nailon y el polipropileno para ayudarlo a tomar una decisión informada sobre el material.

¿Qué es el plástico resistente a los rayos UV?

Si su parte pasará una cantidad significativa de tiempo al aire libre o estará expuesta a niveles sostenidos de radiación ultravioleta, es posible que desee usar un plástico resistente a los rayos ultravioleta. Por ejemplo, es posible que haya visto que algunos asientos de estadios, piezas de automóviles y sillas de jardín sufren decoloración, pérdida de claridad visual y/o reducción de la resistencia mecánica y la resistencia al impacto; esto se debe a que están hechos de un plástico con baja resistencia a los rayos UV. La exposición a la luz ultravioleta también puede hacer que las piezas de plástico se vuelvan más frágiles y susceptibles de romperse, agrietarse, deformarse o desintegrarse.

Si bien casi ningún material es completamente resistente a la luz ultravioleta, algunos pueden absorber la radiación ultravioleta. Agregar estabilizadores o aditivos puede mejorar la resistencia UV de los plásticos que no pueden absorber la luz UV. Estos materiales no resistentes a los rayos UV producen radicales libres (átomos con un electrón desapareado), que pueden romper los enlaces intermoleculares, afectar negativamente las propiedades mecánicas y provocar el desgaste de los plásticos.

Cualidades de resistencia UV del polipropileno en la fabricación

El polipropileno es un material extremadamente resistente pero flexible y ligero. Es resistente al moho, las bacterias, el agua, el aceite, la podredumbre, la electricidad y los productos químicos. Sin embargo, el polipropileno no es la mejor opción para los productos que viven al aire libre o que están expuestos regularmente a la luz solar porque se ve muy afectado por la exposición a la radiación UV. Específicamente, es susceptible a longitudes de onda UV de 290 a 300 nanómetros, 330 nanómetros y 370 nanómetros. La exposición a la radiación ultravioleta de alta intensidad durante tan solo seis días puede hacer que el polipropileno pierda hasta un 70 % de su resistencia mecánica, lo que da como resultado piezas muy quebradizas.

Los productos de polipropileno generalmente se descompondrán después de algunos meses de exposición directa a la luz solar, ya que la radiación excitará los fotones y creará radicales libres. Sin embargo, el uso de aditivos y recubrimientos puede ayudar a proteger las piezas de polipropileno de la luz solar. Por ejemplo, las fibras de óxido de zinc o de óxido de titanio pueden bloquear y absorber la luz ultravioleta, lo que reduce la exposición del polipropileno a la radiación ultravioleta y prolonga la vida útil de la pieza. Del mismo modo, el diseño de una pieza de polipropileno con sellos protectores puede ayudar a que resista mejor la luz solar, aunque lograr que el polipropileno se adhiera a otros materiales puede ser difícil, ya que tiene poca o ninguna tendencia a la absorción y es bastante resbaladizo.

Incluso con aditivos, el polipropileno se degradará rápidamente en comparación con los plásticos naturalmente resistentes a los rayos UV como el acrílico o el polietileno de alta densidad (HDPE). Por lo tanto, no recomendamos su uso para productos que recibirán una exposición prolongada a la luz solar directa.

Cualidades de resistencia UV de nylon en la fabricación

De manera similar, el nailon es susceptible a la degradación cuando se expone a la radiación ultravioleta durante períodos prolongados, ya que la luz ultravioleta crea radicales libres que afectan las propiedades del nailon. Cuando se exponen a la luz solar durante un período prolongado, las piezas de nailon se debilitarán y perderán su color. El nailon es sensible a las longitudes de onda UV de 290 a 315 nanómetros.

Sin embargo, hay varias variaciones de nailon que ofrecen diversos grados de resistencia a los rayos UV. Por ejemplo, el nailon 6/6 es menos resistente a los rayos UV que el nailon 6 o el nailon 12. Por lo tanto, es importante tener en cuenta la resistencia mecánica, la resistencia a la temperatura, la resistencia a la abrasión y al agua de cada variación de nailon además de la aplicación prevista de su producto al decidir qué tipo de nylon usar para su proyecto.

Elegir entre polipropileno y nailon

Ni el nailon ni el polipropileno son particularmente resistentes a la luz ultravioleta, pero es probable que el polipropileno se degrade más rápido con la exposición constante a la radiación ultravioleta. Sin embargo, puede aumentar tanto la resistencia a los rayos UV del polipropileno como la resistencia a los rayos UV del nailon con:

• Estabilizadores: Cuando se forman radicales libres, estos aditivos los atrapan, evitando que degraden los enlaces intermoleculares dentro del nailon o el polipropileno. Los estabilizadores de luz de amina impedida (HALS) son el tipo más común de estabilizadores.
• Bloqueadores: Los bloqueadores funcionan impidiendo que los rayos UV alcancen el polipropileno o el nailon en primer lugar. El negro de carbón es un bloqueador común y altamente efectivo para aplicaciones en exteriores, pero el pigmento de dióxido de titanio también puede ayudar a aumentar la longevidad de su producto.
• Absorbedores: Por otro lado, los absorbentes pueden absorber la radiación UV y convertirla en calor u otras longitudes de onda menos dañinas. Los absorbentes más comunes son las benzofenonas y los benzotriazoles, pero existen otras opciones.

También vale la pena señalar que la resistencia a los rayos UV no es el único factor a considerar al elegir entre polipropileno y nailon.

El polipropileno es más fuerte y más resistente a la humedad que el nailon, y su baja viscosidad de fusión lo hace ideal para su uso en moldeo por inyección. El polipropileno también es resistente a la electricidad, los aceites y las bacterias, aunque es altamente inflamable y susceptible a los solventes clorados y la oxidación.

Por otro lado, el nailon tiene una viscosidad de fusión más alta que el polipropileno. También tiene buena resistencia eléctrica y es ideal para aplicaciones de alta fricción, ya que puede mantener su forma sin mucho mantenimiento o lubricación. El nailon también es más maleable que el polipropileno, lo que permite a los diseñadores crear formas más complejas.

Producir piezas de polipropileno y nailon con Fast Radius

El polipropileno y el nailon son materiales aceptables para piezas que recibirán una exposición UV intermitente. Sin embargo, los fluoropolímeros (como el politetrafluoroetileno, el fluoruro de polivinilideno y el etileno propileno fluorado), las imidas (como la poliimida y la polieterimida), el acrílico, el polietileno de alta densidad o el policarbonato pueden ser más adecuados para las piezas que recibirán una exposición prolongada a los rayos UV. Si el polipropileno o el nailon son el mejor material para sus necesidades, agregar bloqueadores, estabilizadores o absorbentes puede aumentar la resistencia a los rayos UV de su producto y aumentar su vida útil.

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