Multi-Sample UV Irradiator - Part 3 Correlation with Micro-UV Irradiator -

Význam tématu

Hodnocení UV degradace polymerů je klíčové pro rychlou predikci životnosti materiálů vystavených povětrnostním vlivům. Metody simulace zrychleného stárnutí pomáhají optimalizovat složení plastů, zlepšovat jejich odolnost a zkracovat čas potřebný pro vývoj nových materiálů.

Cíle a přehled studie

Cílem technické studie bylo srovnat výsledky degradace vysokoudržného polystyrenu (HIPS) získané dvěma UV irradiátory – vícenásobným systémem (Multi-Sample UV Irradiator UV-1048E) a jednovzorkovým micro-UV irradiátorem (UV-1047Xe). Studie sledovala rychlost degradace, míru reprodukovatelnosti a vzájemnou korelaci měření.

Použitá metodika a instrumentace

• Příprava vzorku: 5 µL roztoku HIPS v dichlormethanu (20 µg/µL) nanesené do vzorkových kelímků, odpařením rozpouštědla vznikla vrstva 100 µg polymeru.
• UV ozáření: pět kelímků současně v Multi-Sample UV Irradiatoru nebo sekvenčně v Micro-UV Irradiatoru při držení teploty držáku 60 °C, otáčení 0,3 rpm.
• Analýza degradace: evoluční plynová analýza (EGA) v kombinaci s hmotnostní spektrometrií (EGA/PY-3030D), rozklad 100–600 °C při 20 °C/min, He tok 50 mL/min, split 1:50, deaktivovaná kapilára L=2,5 m, i.d. 0,15 mm.

Hlavní výsledky a diskuse

• EGA termogramy ukázaly nárůst šířky piku s prodlužující se dobou ozáření, což svědčí o postupné degradaci HIPS.
• Micro-UV Irradiator dosáhl šestinásobné rychlosti degradace oproti Multi-Sample systému, a to díky menší vzdálenosti zdroje UV záření.
• Mezi výsledky obou systémů existuje silná lineární korelace, což umožňuje kalibraci zrychlené metody vůči standardnímu postupu.
• Reprodukovatelnost šířky piku se relativní variační odchylkou ≤ 4,3 % (n=5) pro doby ozáření 0–12 hodin.

Přínosy a praktické využití metody

• Simultánní ozáření více vzorků zkracuje dobu experimentů a zvyšuje laboratořní produktivitu.
• Možnost přímé korelace s jednovzorkovým micro-UV irradiátorem umožňuje porovnání s historickými daty.
• Metoda nachází uplatnění při vývoji a kontrole kvality plastových dílů vystavených UV záření.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření aplikace na další typy polymerů a kompozitů s cílem univerzálnějšího hodnocení stárnutí.
• Integrace online detekce rozkladných produktů pro sledování degradačních mechanismů v reálném čase.
• Využití umělé inteligence a modelování k predikci dlouhodobé stability na základě zkrácených testů.

Závěr

Multi-Sample UV Irradiator nabízí efektivní cestu ke zrychlenému testování UV degradace polymerů s dobrou reprodukovatelností a silnou korelací vůči standardnímu micro-UV systému. Tato metoda zkracuje dobu vývoje materiálů a zároveň zachovává spolehlivost výsledků.

Reference

• C. Watanabe et al., Polym. Degrad. Stab., 94 (2009) 1467–1472
• T. Yuzawa et al., Polym. Degrad. Stab., 96 (2011) 91–96
• K. Matsui et al., Polym. Test., 56 (2016) 54–57