Това, което пропуска ултравиолетова светлина, е непрозрачно. Нигерия е под контрол. Естествени и синтетични покрития

В края на 50-те години, веднага след изобретяването си, той започва да набира популярност. За първи път се използва като полимерен контейнер и UV защита в индустрията. С течение на времето полиетиленът бързо намира приложение сред производителите на цветя и зеленчуци.

Предимства и недостатъци

В момента полиетиленовото фолио е най-популярният и най-евтиниятсред всички предложения на вътрешния пазар. Голямото му търсене се дължи на спестяване на разходи. Но има много малко предимства пред аналозите си, въпреки че съществуват:

• достъпна цена;
• 90% пропуска слънчева светлина;
• нисък коефициент на топлинно разширение;
• с течение на времето силата на материала се увеличава;
• не губи своята функционалност при ниски температури.

Основният недостатък е, че филмът първоначално не е предназначен за тези цели. Обикновено покритието трае не повече от сезон, след което филмът се счупва и напуква. Но този минус се компенсира от ниската цена на филма, така че оранжерията може да бъде покрита с нов полиетилен всеки сезон.

Има и други важни недостатъци:

• обикновеното полиетиленово фолио е склонно към бързо разрушаване под въздействието на UV лъчи и високи температури.
  Ако се използва като допълнително покритие под оранжерия от поликарбонат или стъкло, експлоатационният живот на такъв филм ще бъде приблизително няколко години. Ако просто се опъне върху парникови дъги, едва ли ще издържи четири месеца;
• високите температури и излагането на слънчева светлина намаляват здравината на филма, неговата устойчивост на замръзване и пропускливост на светлина;
• високата влажност в парниковото пространство събира конденз на повърхността на филма, който блокира слънчевата светлина;
• същата кондензация събира прахови частици, които допълнително утежняват проникването на светлина;
• температурната разлика между околната среда и парниковото пространство е голяма поради причината, че полиетиленът не пропуска инфрачервени лъчи, които се стремят нагоре от нагрятата почва;
• филм, опънат върху метална основа, се разрушава по-силно поради силното нагряване на метала.

Модификации на полиетиленово фолио

Поради сегашния си характер, полиетиленът за оранжерии има доста голям брой разновидности. Различава се както по здравина на материала, така и по пропускливост на светлина.

Светлостабилизиран полиетилен

Един от компонентите на този тип фолио е специално вещество, което спира разрушаването на покритието поради неблагоприятна среда. Срокът на експлоатация на такова фолио се увеличава значително в сравнение с обикновеното фолио - стабилизиран полиетилен издържа няколко сезонаили може да се използва през цялата година.

Невъзможно е да се различи обикновен филм от модифициран на външен вид. Когато избирате този, от който се нуждаете, трябва внимателно да проучите етикета.

Хидрофилен полиетилен

Тази модификация има много важно качество - предотвратява натрупването на конденз върху повърхността на полимера. Капките се разпределят равномерно върху покритието, така че този слой да не намалява пропускането на светлина и да не създава капчици.

Заслугата на тези предимства на филма е, че съдържа светлинни и топлинни стабилизатори, които не само увеличават живота на полимера няколко пъти, но и забавят топлинното излъчване.

Друго предимство е увеличаването на производителността в оранжерии с такова покритие. Според изследванията в оранжерии с хидрофилен полиетилен добивът и скоростта на узряване се увеличават с около петнадесет процента.

Разпенен полиетилен

За тези, които са решили да направят свой собствен сезонен филм за култури, които се страхуват от резки температурни промени, се препоръчва да обърнат внимание на този тип филм. Състои се от два слоя - монолит и пеноматериал. Разликата от конвенционалния филм е, че този полиетилен пропуска и разсейва по-лошо слънчевите лъчи, като по този начин понижава дневната околна температура. През нощта топлината, натрупана през деня, бавно напуска оранжерията и поддържа висока температура вътре.

Подсилено полиетиленово фолио

Този филм се различава от другите разновидности по това, че съдържа троен слой полимер. Дебелината на полиетилена за оранжерии е малка (от 15 до 300 микрона), а средният слой е монофилна армираща мрежа. Такава мрежа може да съдържа както фибростъкло, така и други усилващи елементи, например лавсан.

Струва си да се отбележи, че филмът с фина мрежа и малък размер на клетката ще има най-голяма здравина. Плътната мрежа обаче намалява пропускливостта на светлината. Срокът на експлоатация на такъв филм може да бъде до десет години.

Какво да избера

Голям избор от модификации на полиетиленов филм не трябва да бъде объркващ, тъй като всеки от тях има свои собствени специфични свойства. В същото време изборът на филмово покритие ще определи цялата сезонна реколта, следователно, към този въпрос трябва да се подходи компетентно и напълно въоръжен. При избора на полиетилен за оранжерии е необходимо, въз основа на бюджета, да се определи най-подходящата модификация за конкретни задачи.

Какво е ултравиолетово?

Основният източник на ултравиолетово лъчение е Слънцето, въпреки че някои източници на изкуствено осветление също имат ултравиолетов компонент в техния спектър; освен това се появява и по време на газови заваръчни работи. Близкият диапазон на UV лъчите от своя страна се разделя на три компонента – UVA, UVB и UVC, които се различават по своето действие върху човешкия организъм.

Когато е изложено на живи организми, ултравиолетовото лъчение се абсорбира от горните слоеве на растителната тъкан или кожата на хора и животни. Биологичното му действие се основава на химични промени в биополимерните молекули, причинени както от прякото им поглъщане на радиационни кванти, така и в по-малка степен от взаимодействие с радикалите на водата и други нискомолекулни съединения, образувани при облъчване.

UVC е ултравиолетовото лъчение с най-къса дължина на вълната и най-висока енергия с дължина на вълната от 200 до 280 nm. Редовното излагане на жива тъкан на това лъчение може да бъде доста разрушително, но за щастие то се абсорбира от озоновия слой на атмосферата. Трябва да се има предвид, че именно това лъчение се генерира от бактерицидни източници на ултравиолетово лъчение и възниква по време на заваряване.

UVB покрива диапазона на дължината на вълната от 280 до 315 nm и е средноенергийно лъчение, което е опасно за човешкото зрение. Именно UVB лъчите допринасят за почерняване, фотокератит и в крайни случаи причиняват редица кожни заболявания. UVB радиацията се абсорбира почти напълно от роговицата, но част от нея, в диапазона 300–315 nm, може да проникне във вътрешните структури на окото.

UVA е най-дългата дължина на вълната и най-малко енергийният компонент на UV радиацията с l = 315–380 nm. Роговицата абсорбира част от UVA лъчението, но по-голямата част от него се абсорбира от лещата.Това е компонентът, който офталмолозите и оптометристите трябва да вземат предвид преди всичко, защото това е компонентът, който прониква по-дълбоко в очите от останалите и е потенциално опасен.

Очите са изложени на доста широк спектър от UV радиация. Неговата късовълнова част се абсорбира от роговицата, която може да бъде увредена при продължително излагане на радиационни вълни с l = 290–310 nm. С увеличаването на дължината на ултравиолетовите вълни се увеличава дълбочината на проникването им в окото и по-голямата част от това лъчение се абсорбира от лещата.

Светлопропускливост на материали за лещи за очила в UV диапазон

Въпреки че спектралните свойства на материалите за стъкла за очила редовно се обсъждат на страниците на професионални издания, включително списание Веко, все още съществуват упорити погрешни схващания относно тяхната прозрачност в UV диапазона. Тези неправилни преценки и идеи са изразени в мненията на някои офталмолози и дори се разпространяват на страниците на масови публикации. Така в статията „Слънчевите очила могат да провокират агресивност“ на консултант офталмолог Галина Орлова, публикувана във вестник „Санкт Петербург Ведомости“ на 23 май 2002 г., четем: „Кварцовото стъкло не пропуска ултравиолетови лъчи, дори и да не е затъмнено. Следователно всички очила със стъклени стъкла ще предпазят очите ви от ултравиолетовото лъчение. Трябва да се отбележи, че това е абсолютно невярно, тъй като кварцът е един от най-прозрачните материали в UV диапазона, а кварцовите кювети се използват широко за изследване на спектралните свойства на веществата в ултравиолетовата област на спектъра. На същото място: „Не всички пластмасови лещи за очила предпазват от ултравиолетова радиация.“ Можем да се съгласим с това твърдение.

За да изясним окончателно този въпрос, нека разгледаме предаването на светлина на основните оптични материали в ултравиолетовата област. Известно е, че оптичните свойства на веществата в UV областта на спектъра се различават значително от тези във видимата област. Характерна особеност е намаляването на прозрачността с намаляване на дължината на вълната, тоест увеличаване на коефициента на поглъщане на повечето материали, които са прозрачни във видимата област. Например обикновеното минерално стъкло (не за очила) е прозрачно при дължини на вълните над 320 nm, а материали като увиолно стъкло, сапфир, магнезиев флуорид, кварц, флуорит, литиев флуорид са прозрачни в областта на по-късата дължина на вълната [BSE].

Светлопропускливост на лещи за очила, изработени от различни материали:
1 - коронно стъкло
2, 4 - поликарбонат
3 - CR-39 със светлинен стабилизатор
5 - CR-39 с UV абсорбатор в полимерната маса
За да разберем ефективността на защитата от ултравиолетово лъчение на различни оптични материали, нека се обърнем към спектралните криви на пропускане на светлина на някои от тях. На фиг. предаването на светлина в диапазона на дължината на вълната от 200 до 400 nm е представено за пет лещи за очила, изработени от различни материали: минерално (кронен) стъкло, CR-39 и поликарбонат. Както може да се види от графиката (крива 1), повечето минерални лещи за очила, изработени от коронно стъкло, в зависимост от дебелината в центъра, започват да пропускат ултравиолетово лъчение от дължини на вълните 280–295 nm, достигайки 80–90% пропускливост на светлина при дължина на вълната 340 nm. На границата на UV обхвата (380 nm) светлинната абсорбция на минералните стъкла за очила е само 9% (виж таблицата).

Това означава, че минералните стъкла за очила, направени от обикновено коронно стъкло, са неподходящи за надеждна защита срещу UV радиация, освен ако към партидата за производство на стъкло не се добавят специални добавки. Лещите за очила Crown Glass могат да се използват като слънчеви филтри само след нанасяне на висококачествени вакуумни покрития.

Светлопропускливостта на CR-39 (крива 3) съответства на характеристиките на традиционните пластмаси, които се използват от много години в производството на лещи за очила. Такива лещи за очила съдържат малко количество светлинен стабилизатор, който предотвратява фотодеструкцията на полимера под въздействието на ултравиолетова радиация и атмосферен кислород. Традиционните лещи за очила, изработени от CR-39, са прозрачни за UV радиация от 350 nm (крива 3), а тяхната светлинна абсорбция на границата на UV обхвата е 55% (виж таблицата).

Бихме искали да обърнем внимание на нашите читатели колко по-добри са традиционните пластмаси по отношение на UV защита в сравнение с минералното стъкло.

Ако към реакционната смес се добави специален UV абсорбер, тогава лещата на очилата пропуска радиация с дължина на вълната 400 nm и е отлично средство за защита срещу ултравиолетово лъчение (крива 5). Лещите за очила, изработени от поликарбонат, се отличават с високи физични и механични свойства, но при липса на UV абсорбери те започват да предават ултравиолетово лъчение при 290 nm (т.е. подобно на коронното стъкло), достигайки 86% пропускливост на светлина на границата на UV област (крива 2), което ги прави неподходящи за използване като UV защитен агент. С въвеждането на UV абсорбер, лещите за очила прекъсват ултравиолетовото лъчение до 380 nm (крива 4). В табл 1 са показани и стойностите на светлопропускливостта на съвременни органични лещи за очила, изработени от различни материали - силно пречупващи и със средни стойности на индекса на пречупване. Всички тези лещи за очила пропускат светлинна радиация, започвайки само от ръба на UV обхвата - 380 nm, и достигат 90% пропускливост на светлина при 400 nm.

Трябва да се има предвид, че редица характеристики на лещите за очила и конструктивните характеристики на рамките влияят върху ефективността на използването им като средство за UV защита. Степента на защита нараства с увеличаване на площта на лещите за очила - например леща за очила с площ 13 cm2 осигурява 60–65% степен на защита, а с площ 20 cm2 – 96% или дори повече. Това се случва чрез намаляване на страничното осветление и възможността за навлизане на ултравиолетова радиация в очите поради дифракция в краищата на стъклата на очилата. Наличието на странични щитове и широки слепоочия, както и изборът на по-извита форма на рамката, която съответства на извивката на лицето, също допринасят за повишаване на защитните свойства на очилата. Трябва да знаете, че степента на защита намалява с увеличаване на разстоянието на върха, тъй като се увеличава възможността лъчите да проникнат под рамката и съответно да попаднат в очите.

Ограничение на рязане

Бих искал да вярвам, че най-накрая сме убедили всички, че обикновените минерални лещи за очила и още повече кварцовото стъкло са значително по-ниски от органичните лещи по отношение на ефективността на ултравиолетово рязане.

На страниците на този информационен ресурс, необходимостта от защита на полиетиленовите продукти, по-специално на полуготовите продукти (полиетиленови пръти, листове, плочи и др.), Изработени от различни степени на полиетилен, както и други материали от семейството на полиолефините, от вредното въздействие на ултравиолетовата радиация по време на работа вече е отбелязано при продукти на открито.

Вредното въздействие на UV лъчението се изразява в промяна на цвета на материала (избледняване), както и в промяна на механичните му свойства - материалът става крехък и се напуква, дори и без механично натоварване.

Трябва да се отбележи, че тези процеси (избледняване и промени в механичните свойства) не са свързани помежду си - избледняването характеризира преди всичко дълготрайността на багрилата, използвани при производството на материалите, и следователно загубата на оригиналния цвят на продуктът не винаги означава промяна в механичните свойства на материала.

Както беше отбелязано по-горе, за да се направят полиолефините устойчиви на UV радиация, специални UV стабилизатори (HALS инхибитори) се въвеждат в състава им по време на производствения процес.

Като цяло можем да кажем, че устойчивостта на даден материал на UV радиация и следователно експлоатационният живот на продуктите зависи от количеството и ефективността на използваните UV стабилизатори, както и от интензитета на UV радиацията - на по-високи географски ширини интензитетът на ултравиолетовите лъчи е по-нисък, отколкото при по-ниските. Освен това, интензитетът на ултравиолетовата радиация може да подобри, например, нейното отражение от водната повърхност.

Комбинацията от стабилизатори и багрила, въведени в състава на материала, също може да окаже значително влияние върху експлоатационния живот на продуктите, например багрилото на основата на сажди, въведено в състава на полиетиленовите продукти, само по себе си е добър UV стабилизатор, така че животът на продуктите от черен полиетилен е най-дълъг.

Водещи производители на инженерни термопласти редовно тестват своите материали, за да определят ефекта на UV радиацията върху свойствата им. Като цяло можем да кажем, че целевият период, през който не трябва да има съществена промяна в свойствата на материалите, е 10 години.

Въпреки това, като се вземе предвид фактът, че както беше отбелязано по-горе, интензитетът на UV радиацията е различен за различните климатични зони, за места с висок интензитет на радиация действително постижимата стойност на този показател може да бъде значително по-ниска.

От друга страна, за продукти, съдържащи багрило на базата на сажди, експлоатационният живот може да бъде значително по-дълъг - средно до 20 години, без съществени промени в свойствата на материала.

Отделно си струва да се спрем на въпроса за избледняването на материала. Този ефект може да се наблюдава в по-голяма или по-малка степен, в зависимост от интензивността на ултравиолетовите лъчи и издръжливостта на използваните багрила. В същото време устойчивостта на органичните багрила, използвани напоследък, като правило е значително по-ниска от устойчивостта на багрилата на базата на тежки метали (например кадмий). Следователно по-модерните материали не винаги са по-устойчиви на избледняване.

В ежедневието ние често използваме готови блокове знания, придобити в детството, често в училище. Ние практически не ги анализираме, априори ги считаме за безспорни, не изискващи допълнителни доказателства или анализи. И ако ни попитате, например, дали стъклото пропуска ултравиолетова светлина, мнозинството уверено ще отговори: „Не, не е, ние го научихме наизуст в училище!“

Но един ден нашият приятел ще се появи и ще каже: „Знаеш ли, прекарах цял ден в шофиране вчера, слънцето беше безмилостно, цялата ми предмишница от страната на прозореца беше загоряла!“ И в отговор на скептична усмивка навива ръкава на ризата си, показвайки зачервената си кожа... Така се разрушават стереотипите и човек помни, че по природа е изследовател.

И все пак – какво да правим с нашия въпрос? В края на краищата знаем, че ултравиолетовото лъчение причинява почерняване на кожата при хората. Отговорът не е толкова еднозначен, колкото може да изглежда на пръв поглед. И ще звучи така: „Зависи какво стъкло и какво ултравиолетово!“

Свойства на ултравиолетовите лъчи

Ултравиолетовото лъчение има дължина на вълната от приблизително 10 до 400 nm. Това е доста голямо разпространение и съответно лъчите в различни части на този диапазон ще имат различни свойства. Физиците разделят целия ултравиолетов спектър на три различни типа:

1. Тип C или твърда UV радиация . Характеризира се с дължина на вълната от 100 до 280 nm. Това лъчение получи името си с причина, то е изключително опасно за хората, което води до рак на кожата или бързо изгаряне на очите. За щастие лъчите на диапазона са почти напълно блокирани от земната атмосфера. Човек може да ги срещне само много високо в планините, но дори и тук те са изключително отслабени.
2. Тип B или средна UV радиация . Дължината на вълната му е от 280 до 315 nm. Тези лъчи също не могат да се нарекат нежни към хората, те са подобни по свойства на предишния тип, но все пак действат по-малко разрушително. Подобно на тип С, те също се губят в атмосферата, но се задържат по-малко от нея. Следователно 20% от тях все още достигат повърхността на планетата. Именно този тип лъчи причиняват почерняване на кожата ни. Но тази радиация не е в състояние да проникне през обикновеното стъкло.
3. Тип А или мека UV радиация . От 315 до 400 nm. Не се интересува от атмосферата и преминава безпрепятствено до нивото на океана, понякога прониквайки дори през леки дрехи. Това излъчване перфектно преодолява слоя от обикновено прозоречно стъкло, появяващ се в нашите апартаменти и офиси, което води до избледняване на тапети, килими и мебелни повърхности. Но „А лъчите” по никакъв начин не могат да доведат до почерняване на кожата на човек!

Наистина се отделя и екстремна ултравиолетова радиация с дължина на вълната под 100 нанометра, но тя се проявява само в условия, близки до вакуума, а в условията на земната повърхност може да се пренебрегне.

Какво трябва да отговорите на вашия приятел шофьор? Защо предмишницата му почерня?

Различни видове стъкла

И тук стигаме до втората част от нашия отговор: „Вижте стъклото!“ В крайна сметка стъклото е различно: както по състав, така и по дебелина. Например, кварцът позволява и на трите вида ултравиолетово лъчение да преминава през него. Същата картина се наблюдава и при използване на плексиглас.
А силикатът, използван в рамките на прозорците и в автомобилите, предава само „мека радиация“.

Тук обаче има едно важно „НО“! Ако стъклото е много тънко или много прозрачно, силно полирано (какъвто е случаят с кола), то ще пропуска малка част от „B радиацията“, отговорна за нашия тен. Това не е достатъчно, за да получите тен, след като стоите до прозореца в продължение на един час. Но ако шофьорът е прекарал много часове зад волана, излагайки кожата си на слънце, тогава тя ще почернява дори през затворени прозорци. Особено ако кожата е деликатна и случаят се намира високо спрямо морското равнище.

И сега, след като чухме въпроса дали ултравиолетовото лъчение преминава през стъкло, можем да отговорим по много двусмислен начин - преминава, но само в ограничена част от спектъра и само ако говорим за обикновено прозоречно стъкло.

За да отговорим на този въпрос, нека разберем естеството на такова явление като ултравиолетовото лъчение и естеството на материал като плексиглас.

Докато стигнем до подробните характеристики, ще отговорим на въпроса – Пропуска ли плексигласът ултравиолетово лъчение? Да, пропуска го!

Ултравиолетовото лъчение е лъчи, които са разположени точно извън видимия спектър по дължина на вълната. Обхватът на дължината на вълната за ултравиолетовото е 10-400 nm. Диапазонът от 10-200 nm се нарича вакуум или „далеч“, тъй като лъчите с тази дължина на вълната присъстват изключително в космоса и се абсорбират от атмосферата на планетата. Останалата част от обхвата се нарича "близка" ултравиолетова, която е разделена на 3 категории радиация:

• дължина на вълната 200-290 nm - къса дължина на вълната;
• дължина на вълната 290-350 nm - средна вълна;
• дължина на вълната 350-400 nm - дълга дължина на вълната.

Всеки тип ултравиолетово лъчение има различен ефект върху живите организми. Късовълновото лъчение е най-високоенергийното лъчение, то уврежда биомолекулите и причинява разрушаване на ДНК. Радиацията със средни вълни причинява изгаряния на кожата на хората; растенията понасят краткотрайно облъчване без последствия, но за дълъг период от време жизнените функции се потискат и умират.

Дългата вълна е практически безвредна за жизнените функции на човешкото тяло, безопасна и полезна за растенията. Ултравиолетовият диапазон с къси вълни и част от диапазона на средните вълни се абсорбират от нашата „защитна броня“ - озоновия слой. Част от обхвата на средните вълни и целия обхват на дългите вълни, т.е. достига повърхността на планетата, местообитанието на живи същества и растения. спектър от полезни и безвредни лъчи при краткотрайно облъчване.

Плексигласът е химическа синтетична полимерна структура от метилметакрилат и е прозрачна пластмаса. Пропускането на светлина е малко по-ниско от това на обикновеното силикатно стъкло, лесно за обработка и леко тегло. Плексигласът не е устойчив на определени разтворители - ацетон, бензол и алкохоли. Произвежда се на базата на стандартен химичен състав. Разликите между марките и производителите са в придаването на специфични свойства: устойчивост на удар, устойчивост на топлина, UV защита и др.

Стандартният плексиглас пропуска ултравиолетова светлина.Излъчването му се характеризира с пропускливост:

• не повече от 1%, за дължина на вълната 350 nm;
• не по-малко от 70 % за дължина на вълната 400 nm.

Тези. плексигласът пропуска само дълговълнова радиация, в самия ръб на вълновия диапазон, който е най-безопасен и полезен за живите организми.

Струва си да се отбележи, че плексигласът има ниска устойчивост на механични натоварвания. С течение на времето, когато абразивните частици влязат в контакт с него по време на процеса на почистване, повърхността се поврежда, стъклото става матово и намалява способността си да пропуска както видима светлина, така и ултравиолетова радиация.