Viedās polimēru struktūras mikrokapsulētās pildvielas stabilitāte ultravioletā starojuma ietekmē

Abstract

Polimēriem ir iespējams pievienot mikrokapsulas ar aktīvu pildvielu, piemēram termohromisko vai fotohromisko, iegūstot viedo materiālu ar sensorām funkcijām. Šādu mikrokapsulu pildvielu sastāvā ir krāsvielas, kas degradējas, jeb zaudē krāsas piesātinājumu ultravioletā (UV) starojuma ietekmē, jo starojuma enerģija destruktīvi ietekmē krāsvielu molekulu saites. Tātad līdz ar viedas funkcijas paradīšanas materiālam, to lietojuma iespējas paliek atkarīgas no UV starojuma klātbūtnes. Darba mērķis ir izvērtēt termohromisko un fotohromisko mikrokapsulu pildvielu krāsu degradēšanos ultravioletā starojuma ietekmē. Darba gaitā bija izgatavoti polimēra paraugi, kas bija pildīti ar termohromisko un fotohromisko vielu saturošām mikrokapsulām. Šie paraugi bija pakļauti UV apstarošanai, izmantojot Hg UV lampu un bija noteikts kritiskais apstarošanas laiks, pēc kura mikrokapsulas vairs nepilda savās funkcijas, proti, nenotiek krāsu izmaiņa. Darbā izmantotas UV lampas starojuma enerģija bija salīdzinātā ar saules starojuma enerģiju, kas ļauj prognozēt mikrokapsulu stabilitāti zem dabīga UV apstarojuma. Apstiprinot neapšaubāmas krāsas izmaiņas starojuma rezultātā, mikrokapsulu paraugi tika pārklāti ar polimēra virskārtu un apstaroti zem Hg UV lampas. Rezultāta bija noteikts ka darbā izmantotais polimēra virsslānis ļāva pagarināt mikrokapsulu izmantošanas laiku zem UV starojuma.

By adding microcapsules with active fillers, such as thermochromic or photochromic, into polymers, smart materials with sensor functions could be created. Such microcapsule fillers contain dyes that degrade and lose their color saturation when exposed to ultraviolet (UV) radiation, because of radiation that is destructive to molecular bonds of dyes. Thus, the with incorporation of smart functions to materials, their practical usage now depends on whether there is UV radiation. The aim of the work is to evaluate the effect of UV light on the service-life of microcapsulated thermochromic and photochromic filament. To reach this aim, polymer samples with added thermochromic and photochromic microcapsules were produced. These samples were subjected to UV exposure under a Hg UV lamp and it was possible to determine a critical time when microcapsules could no longer serve their purpose as color-changing indicators, as the color change effect was gone. UV radiation coming from the UV lamp was compared to UV radiation coming from the sun, therefore it was possible to predict microcapsule stability under the natural solar radiation. After undoubtedly confirming color change under UV exposure, microcapsule samples were covered with polymer coats and put under UV lamp exposure. As a result, it was concluded that polymer coats can extend the service-life of microcapsules when used under a UV source, such as the sun.