The effect of uv radiation on the mechanical and visual properties of polyamide 66

Abstract

The purpose for this thesis was to examine how ultraviolet radiation affects to mechanical and visual properties of plastic piece that is used in solar collector and gather firsthand knowledge of how stabilizer affects to materials resistance to UV degradation.

The plastic piece is made from polyamide 66 that has 30% glass fiber mixed into it as reinforcement. From four different variations of Polyamide 66 from two different manufacturers were tested. Two of these were versions of Zytel that is brand of Du Pont. These variations were uncolored and black versions of same product. One variation was black version of Latamide, it is brand of LATI S.p.A. The Fourth version was uncolored zytel which was mixed with stabilizer called pre-black before injection molding. Basically Latamide and Zytel are same material but their properties slightly differ from each other.

Materials were injection molded to tensile rods that meet ISO 527 requirements and all tensile testing was done according to this standard. Before tensile tests five test specimens from each material variation were aged in xenon arc chamber. Color was measured from each test specimens before aging, after 300h and after 600h of aging. After the aging, tensile testing was done for all test sets and results were compared between the aged and non-aged test specimens.

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli selvittää, kuinka ultraviolettisäteily vaikuttaa aurinkokeräimessä käytetyn muoviosan materiaalin mekaanisiin ja visuaalisiin ominaisuuksiin sekä kerätä tietoa, kuinka UV-stabilisaattori vaikuttaa materiaalin uv:n kestoon.

Muoviosa on tehty polyamidi 66:sta, johon on sekoitettu vahvikkeeksi lasikuitua 30 %. Materiaalista testattiin neljää eri variaatiota, jotka tulivat kahdelta eri valmistajalta. Kaksi näistä versioista olivat Zytel-tavaramerkin eri variaatioita (mustaksi värjätty sekä värjäämätön) ja yksi Latamiden versio, joka oli musta. Yksi versio oli tehty sekoittamalla värjäämättömään Zyteliin uv-stabilisaattorina toiminutta nokimustaa, tavaramerkiltään pre-black. Zytel ja Latamide ovat käytännössä eri valmistajien versiot samasta materiaalista, mutta niiden mekaaniset ominaisuudet vaihtelevat hiukan.

Muovigranulaateista ruiskuvalettiin vetokoesauvoja Mikkelin ammattikorkeakoulun ruiskuvalukoneella. Ruiskuvalumuotti oli tehty siten, että sillä tehdyt vetosauvat ovat ISO 527 -standardin mukaisia. Jokaisesta neljästä materiaalivariaatiosta valittiin satunnaisesti viisi koesauvaa, joita vanhennettiin keinotekoisesti olosuhdekaapissa ultraviolettivalolle ja kosteudelle altistettuna 600 h:n ajan. Näistä vanhennetuista koekappaleista mitattiin värinmuutosta siten, että ennen altistusta jokainen sauva mitattiin, tämän jälkeen 300 h:n altistuksen jälkeen suoritettiin seurantamittaus ja 600 h:n kuluttua loppumittaus. Kun keinotekoinen vanhennus oli suoritettu, vetosauvoille suoritettiin vetokokeet siten, että jokainen variaatio testattiin omana testisarjanaan (vanhennetut ja vertailukappaleet omina sarjoinaan).