Los cinco mejores plásticos resistentes a UV para una durabilidad prolongada

Al igual que la piel humana, los plásticos son propensos al daño por UV. Al diseñar componentes, debe anticipar los efectos de la corrosión UV y preparar sus materiales para manejar el sol agresivo. Afortunadamente, hay muchas formas de aumentar la resistencia UV de un material.

La resistencia UV se refiere a la capacidad de un material para evitar la degradación causada por la absorción de radiación UV. Los rayos UV del sol rompen enlaces químicos en polímeros, causando que los plásticos se desgasten y desintegren con el tiempo. Esto se conoce como fotodegradación.

La fotodegradación puede causar decoloración (especialmente amarilleo o blanqueamiento conocido como "acartonamiento"), contribuyendo a la pérdida de resistencia al impacto y tracción y haciendo que los plásticos sean frágiles y propensos a agrietarse o romperse. El daño UV también afecta negativamente la elongación, que es la capacidad de un material para resistir cambios antes de la deformación irreversible.

Su material necesitará tener más o menos resistencia UV dependiendo de la aplicación de su producto y otros requisitos del proyecto. Como se espera, los componentes para uso exterior e aplicaciones industriales generalmente requieren mayor resistencia UV para mantener calidad y rendimiento óptimos.

Cinco plásticos con alta resistencia UV

Antes de sumergirnos en los plásticos que mejor pueden resistir los rayos del sol, es importante entender que casi ningún material es completamente resistente a UV. Diferentes materiales pueden ofrecer grados variables de resistencia UV, pero la mayoría de los plásticos requieren estabilizadores o aditivos para mejorar la resistencia UV. Como se mencionó, los componentes para aplicaciones exteriores —como films de invernadero, marcos de ventanas, piezas automotrices y asientos de estadio— son los más susceptibles a la radiación UV y la fotodegradación a largo plazo.

Sin más preámbulos, aquí está nuestra lista de los cinco mejores plásticos resistentes a UV:

Acrílico

El acrílico se encuentra entre los únicos materiales de fabricación que son inherentemente resistentes a UV. Es un plástico transparente que sufre tan solo un 3 % de degradación en un período de 10 años cuando se usa en aplicaciones exteriores. El acrílico también ofrece buena resistencia a rayones, lo que lo convierte en una excelente opción para uso a largo plazo.

El acrílico es una opción popular para letreros y displays exteriores, luminarias, paneles decorativos y lentes de colores. Desafortunadamente, el acrílico no es muy fuerte —de hecho, el acrílico es tan rígido y frágil que rara vez se usa para piezas de soporte de carga o piezas que requieren durabilidad a largo plazo. Pero para algunos componentes, la resistencia UV del acrílico lo hace una inversión valiosa.

Polietileno de alta densidad (HDPE)

El HDPE es un termoplástico a menudo utilizado en equipos de parques infantiles debido a sus cualidades duraderas pero suaves. Se funde y moldea fácilmente en formas, y a diferencia de otros termoplásticos, no forma bordes afilados y peligrosos cuando se rompe.

El HDPE es extremadamente resistente a ácidos, alcoholes y bases, e incluso puede repeler grafitis. Esto, junto con su feroz protección contra la fotodegradación, hace que el HDPE sea un excelente candidato para infraestructura al aire libre, contenedores, juguetes plásticos, muebles de exterior y tuberías. Aunque el HDPE es resistente y difícil de desgastar, es solo algo más fuerte que el acrílico y por lo tanto no es adecuado para aplicaciones de alta presión.

Policarbonato

El policarbonato es increíblemente resistente al impacto, y es mucho más fuerte que el HDPE. Además, ofrece transparencia comparable al acrílico. El policarbonato también es tolerante a grandes fluctuaciones de temperatura. Estos factores hacen del policarbonato un material ideal para uso en productos de servicio pesado como cascos, gafas y escudos de seguridad, ventanas de seguridad y contenedores.

Aunque el policarbonato es fuerte y duradero, también es más costoso que muchos materiales en esta lista. Eso no significa que nunca valga el precio —para algunos componentes, la durabilidad, longevidad y resistencia UV relativa del policarbonato valen el precio más alto.

Poliamida-imida (PAI)

El PAI es un termoplástico de alto rendimiento que ofrece una resistencia UV excepcional en combinación con buena maleabilidad. El PAI combina las propiedades de la poliamida (nailon) y la poliamida, resultando en un plástico fuerte, resistente a químicos con un alto punto de fusión.

El PAI tiene excelente resistencia y rigidez, resistencia al desgaste y cualidades de baja fricción. Por estas razones, el PAI se usa a menudo para cables de imán, instrumentos quirúrgicos y otras piezas que requieren tolerancias ajustadas y estabilidad dimensional con el tiempo. Los PAI son ciertamente costosos, y a menudo requieren procesos de post-curado costosos para lograr su máximo potencial contra rayos UV, otros químicos y desgaste diario.

Fluoruro de polivinilideno (PVDF)

El PVDF es un plástico resistente a la luz UV que ofrece una estabilidad térmica increíble, protección contra abrasión y protección contra químicos y radiación UV. Es fácil de soldar gracias a su alta resistencia al calor.

El PVDF viene en dos formas: el PVDF homopolímero presume de mayor resistencia, rigidez y deflexión de calor que el PVDF copolímero, que es menos rígido pero ofrece resistencia superior al impacto y a la fisuración por tensión. Ambas formas de PVDF se usan en revestimientos de tanques químicos, equipos de semiconductores y en componentes como accesorios, sellos, juntas, boquillas, tuberías, piezas de bombas y válvulas, y más.

Mejorando la resistencia UV en plásticos

Aunque los plásticos listados arriba ofrecen varios grados de resistencia a la radiación UV, puede aumentar la resistencia UV de estos materiales y otros plásticos agregando aditivos resistentes a UV o tapas para proteger el polímero base. Las tapas, o sellos protectores, pueden ayudar a limitar los efectos de la fotodegradación e incluso mejorar la apariencia de su material, aumentando la longevidad y estética del producto.

Hay tres tipos principales de aditivos resistentes a UV: bloqueadores, absorbentes y estabilizadores. Los bloqueadores recubren los plásticos con una capa protectora, manteniéndolos a salvo de la radiación UV. El negro de carbono es un bloqueador fuerte, efectivo y muy común para aplicaciones exteriores, bloqueando los rayos UV a una tasa de aproximadamente 2 %. El dióxido de titanio, un pigmento, también es una solución efectiva de bloqueo o pantalla.

Los absorbentes son generalmente compuestos orgánicos diseñados para absorber la luz UV y emitir una longitud de onda menos dañina, como calor, en su lugar. Dos absorbentes comunes son las benzofenonas y los benzotriazoles. Los benzotriazoles tienen baja influencia de color sobre los materiales y pueden usarse a bajas tasas de dosificación —a menudo, los benzotriazoles se usan en conjunto con acrílico y policarbonato para mantener la transparencia. Las benzofenonas a menudo se combinan con cloruro de polivinilo (PVC) y poliolefinas, ya que estos dos plásticos no son muy resistentes a la luz UV.

A diferencia de los absorbentes, los estabilizadores previenen que los enlaces de un polímero se rompan usando técnicas químicas. Estos químicos disipan la radiación UV, produciendo niveles de UV más bajos que no atacarán los enlaces químicos del polímero. Los Estabilizadores de Luz de Amina Obstaculizada (HALS) son absorbentes comunes que convierten reacciones UV excitadas en reacciones químicas estables.

Comience a fabricar piezas con plásticos resistentes a UV

Aunque ningún plástico está completamente protegido contra rayos UV y radiación, muchos plásticos ofrecen excelentes niveles de resistencia UV que aumentan la vida útil, previenen la elongación y combaten los efectos de la fotodegradación como el acartonamiento, pérdida de resistencia y aumento de fragilidad. Es vital hacer su debida diligencia en la selección de un material para que pueda sentirse confiado en la capacidad de su pieza para funcionar como se espera el mayor tiempo posible.

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