Weathering

Abstract

The irreversible changes in chemical and physical properties of polymeric materials exposed to the environment are caused by the combined action of all weather factors, including solar radiation, heat, moisture, oxygen, and atmospheric pollutants. However, the actinic radiation of the sun absorbed by materials is the critical factor. It initiates the chemical reactions that lead to degradation through its bond breaking capabilities. The wavelength specificity of degradation, and its material dependency are illustrated by the activation spectra of various types of polymers. The contributions of the other major environmental factors to weathering and various types of outdoor weathering tests are described. The significant advances in development of weatherable polymeric materials have increased the need for more rapid evaluations by both outdoor and laboratory accelerated tests. Their validity depends on how well they simulate the effects of exposure to end‐use environments in terms of failure modes, mechanism of degradation, and stability rankings of materials. The most important factor in good correlations between laboratory accelerated and outdoor weathering tests is adequate simulation of the spectral power distribution of the natural source over the full range of actinic wavelengths. The types commonly used in laboratory accelerated devices are compared with solar radiation and the effects of their deviations in the uv and visible regions are discussed. The effect of increased stress levels of irradiance, temperature, and moisture on acceleration factors and on correlation with natural weathering tests are described. Techniques for predicting lifetimes under natural weathering based on laboratory accelerated tests are reviewed.

Estudo comparativo da degradação de poliestireno e de poliestireno de alto impacto por envelhecimentos natural e artificial.

“…As lâmpadas de arco de xenônio com filtro de vidro borossilicato são melhores que as lâmpadas de arco carbono ou que as fluorescentes (UVA e UVB) para simular o espectro total da luz solar (Searle;1989).…”

“…(recomendada pela ASTM D1435), visando o maior tempo de exposição solar e maiores incidências de radiação durante o ano; 0° e 90° para produtos que ficarão nestas posições durante seu uso e 5° para que simule a exposição de 0° com alguma drenagem de chuva (Searle;1989).…”

“…Estudos envolvendo a correlação entre envelhecimento acelerado em 3 condições diferentes e exposição natural ao Sul da Flórida, EUA, de artigos têxteis de polipropileno, variando também suas massas e espessuras foram efetuados por Baker e Marienfeld, (Baker;Marienfeld, 1995 Previsões mais confiáveis são obtidas pelo uso de uma equação de regressão linear como função do tempo em vez de simples fator médio (Searle;1989). Gijsman (1993), utilizando medidas das demandas de oxigênio contra resultados de degradação e elongação, demonstrou que os mecanismos de degradação nos envelhecimentos acelerado e natural são diferentes, apesar de muitas condições de ensaio já terem sido levadas em conta, com espectros de radiação e filtros.…”

“…A aceleração da degradação, tanto por fótons de mais alta energia, quanto por níveis excessivos de irradiação, podem alterar os mecanismos de degradação e levar a previsões de vida útil erradas (Searle;1989).…”

“…Degradação é o resultado de interações complexas de efeitos sinérgicos de radiação, temperatura e umidade, assim como outros fatores do ambiente (Searle;1989).…”