Habiendo recolectado una colección significativa de hifomicetos de color oscuro aislados de diferentes hábitats, comenzamos a estudiar la relación de los hongos aislados naturales con la radiación UV. Tal estudio permitió revelar diferencias en la resistencia UV entre especies y géneros de la familia Dematiaceae ampliamente distribuida en el suelo, para determinar la distribución de este rasgo dentro de cada biocenosis, y su significado taxonómico y ecológico.

Hemos estudiado la resistencia a los rayos UV (254 nm, intensidad de dosis 3,2 J/m especies de 19 géneros) de suelos. Al estudiar la resistencia a los rayos UV de cultivos de Dematiaceae aislados de suelos salinos planos del sur de la RSS de Ucrania, se supuso que con el aumento de las condiciones de vida desfavorables debido a la salinidad del suelo, se acumulará un mayor número de especies resistentes de hifomicetos de color oscuro. en él que en otros suelos. En algunos casos no fue posible determinar la resistencia UV debido a la pérdida o esporulación esporádica de la especie.

Se estudiaron aislados naturales de hifomicetos de color oscuro, por lo que cada muestra se caracterizó por un número desigual de cultivos. Para algunas especies raras, el tamaño de la muestra no permitió un procesamiento estadístico apropiado.

El género Cladosporium, muy extendido y frecuente, está representado por el mayor número de cepas (131), en contraste con los géneros Diplorhinotrichum, Haplographium, Phialophora, etc., aislados solo en casos aislados.

Dividimos condicionalmente los hongos estudiados en altamente resistentes, resistentes, sensibles y altamente sensibles. Altamente resistentes y resistentes fueron aquellos cuya tasa de supervivencia después de 2 horas de exposición a los rayos UV fue superior al 10% y del 1 al 10%, respectivamente. Las especies cuya tasa de supervivencia varió de 0,01 a 1% y de 0,01% e inferior, las clasificamos como sensibles y altamente sensibles.

Se revelaron grandes fluctuaciones en la estabilidad UV de los hifomicetos de color oscuro estudiados, del 40 % o más al 0,001 %, es decir, dentro de cinco órdenes de magnitud. Estas fluctuaciones son algo menores a nivel de géneros (2-3 órdenes) y especies (1-2 órdenes), lo que es consistente con los resultados obtenidos en cultivos de bacterias y tejidos de plantas y animales (Samoilova, 1967; Zhestyanikov, 1968) .

De las 54 especies estudiadas de la familia Dematiaceae, Helminthosporium turcicum, Hormiscium stilbosporum, Curvularia tetramera, C. lunata, Dendryphium macrosporioides, Heterosporium sp., Alternaria tenuis y una parte significativa de las cepas de Stemphylium sarciniforme son altamente resistentes a la radiación UV a largo plazo. a 254 nm. Todos ellos se caracterizan por paredes celulares rígidas intensamente pigmentadas y, con la excepción de Dendryphium macrosporioides, Heterosporium sp. y Hormiscium stilbosporum, pertenecen a los grupos Didimosporae y Phragmosporae de la familia Dematiaceae, caracterizados por grandes conidias multicelulares.

Un número significativamente mayor de especies son resistentes a los rayos UV. Estos incluyen especies de los géneros Alternaria, Stemphylium, Curvularia, Helminthosporium, Bispora, Dendryphion, Rhinocladium, Chrysosporium, Trichocladium, Stachybotrys, Humicola. Las características distintivas de este grupo, así como del anterior, son grandes conidios con paredes rígidas e intensamente pigmentadas. Entre ellos, los hongos de los grupos Didimosporae y Phragmosporae también ocuparon un lugar significativo: Curvularia, Helminthosporium, Alternaria, Stemphylium, Dendryphion.

Se clasifican como sensibles a los rayos UV 23 especies de hifomicetos de color oscuro: Oidiodendron, Scolecobasidium, Cladosporium, Trichosporium, Haplographium, Periconia, Humicola fusco-atra, Scytalidium sp., Alternaria dianthicola, Monodyctis sp., Peyronella sp., Curvularia pallescnes, etc. Nótese que A. dianthicola y C. pallescens, cuyas conidias son menos pigmentadas, son sensibles a los rayos UV, aunque otras especies de estos géneros son resistentes e incluso muy resistentes.

De acuerdo con la división aceptada, las especies del género Cladosporium, ampliamente difundido y representado en nuestros estudios por el mayor número de cepas, se clasifican como sensibles (C. linicola, C. hordei, C. macrocarpum, C. atroseptum. C. brevi-compactum var. tabacinum) y muy sensibles (C. . elegantulum, C. transchelii, C. transchelii var. semenicola, C. griseo-olivaceum).

Las especies del género Cladosporium pertenecientes al primer grupo se distinguieron por tener membranas celulares bastante densas, intensamente pigmentadas y rugosas, en contraste con el segundo grupo de especies, cuyas paredes celulares son más delgadas y menos pigmentadas. Las especies sensibles cuya tasa de supervivencia después de la irradiación con una dosis de 408 J/m 2 fue inferior al 0,01 % son Diplorhinotrichum sp., Phialophora sp., Chloridium apiculatum, etc. No hubo hifomicetos de color oscuro con esporas grandes en este grupo. Las especies altamente sensibles a la radiación ultravioleta tenían conidios pequeños, débilmente pigmentados o casi incoloros.

En algunas especies de Dematiaceae se estudió la morfología de las conidias formadas tras la irradiación con una dosis de 800 J/m 2 . Los conidios de Cladosporium transchelii, C. hordei, C. elegantulum y C. brevi-compactum formados después de la irradiación suelen ser más grandes que los de las especies no irradiadas. Esta tendencia fue especialmente clara en las conidias basales. También se observaron cambios notables en la morfología de los conidios en especies de esporas grandes resistentes a los rayos UV Curvularia geniculata, Alternaria alternata, Trichocladium opacum, Helminthosporium turcicum, que se detectaron solo después de la irradiación con altas dosis de rayos UV del orden de 10 3 J /m 2 . Al mismo tiempo, los conidios de Curvularia geniculata se alargaron notablemente y se volvieron casi rectos; en los conidios de Alternaria alternata, el número de septos longitudinales disminuyó hasta desaparecer por completo, y ellos mismos se hicieron más grandes que los del control. Por el contrario, los conidios de H. turcicum se hicieron más pequeños, el número de tabiques en ellos disminuyó, a veces los tabiques se curvaron. En las conidias de Trichocladium opacum se observó la aparición de células individuales inusualmente hinchadas. Tales cambios en la morfología indican alteraciones significativas en los procesos de crecimiento y división de los hongos irradiados.

El estudio de aislados naturales de hongos de la familia Dematiaceae confirmó cierta dependencia de la resistencia UV del tamaño de las conidias y la pigmentación de sus membranas. Como regla general, los conidios grandes son más resistentes que los pequeños. Cabe señalar que el índice elegido por nosotros - la tasa de supervivencia - de hongos que contienen melanina después de la irradiación con una dosis de 408 J/m , Kumita, 1972). Es bastante obvio que la naturaleza de este fenómeno necesita más estudio con la participación de especies de la familia Dematiaceae que son altamente resistentes y resistentes a este rasgo.

Estudiamos la distribución del rasgo de resistencia a los rayos UV en hongos de color oscuro aislados de suelos inundables-pradera, salinos y de alta montaña, la cual se representó gráficamente. Las curvas resultantes se parecían a las curvas de distribución normal (Lakin, 1973). La tasa de supervivencia de la mayoría (41,1 y 45,8 %) de los cultivos aislados de praderas y suelos salinos de Ucrania, respectivamente, fue de 0,02-0,19 % después de una dosis de 408 J/m 2 (exposición de 2 horas), y la resistencia a esta factor se distribuyó dentro de 6 órdenes de magnitud. En consecuencia, no se confirmó la suposición de una mayor resistencia a la radiación ultravioleta de los hifomicetos de color oscuro de los suelos salinos.

La resistencia UV de las especies alpinas de la familia Dematiaceae difería notablemente de la descrita anteriormente, lo que se reflejó en el cambio de posición del pico de la curva y el rango de distribución.

Para el 34,4 % de los cultivos, la tasa de supervivencia fue del 0,2 al 1,9 %. La tasa de supervivencia del 39,7 % de los aislamientos superó el 2 %, es decir, la curva de distribución del rasgo de resistencia a los rayos UV se desplaza hacia una mayor resistencia a la radiación UV. El rango de distribución de esta propiedad no superó los cuatro órdenes de magnitud.

En relación con las diferencias reveladas en la distribución del rasgo de resistencia a los rayos UV en especies y géneros de la familia Dematiaceae de tierras bajas y de alta montaña, parecía apropiado comprobar cómo se producen: debido a la presencia predominante de especies altamente resistentes y resistentes a los rayos UV especies de hifomicetos de color oscuro en suelos de montaña, o hay una mayor resistencia a la radiación ultravioleta de las cepas de alta montaña de la misma especie o género en comparación con las cepas de tierras bajas. Para probar esto último, comparamos cultivos de la familia Dematiaceae aislados en la superficie de suelos llanos y de alta montaña, así como de horizontes superficiales (0-2 cm) y profundos (30-35 cm) de suelos de pradera llana. Obviamente, tales hongos se encuentran en condiciones extremadamente desiguales. Las muestras que utilizamos permitieron analizar 5 géneros comunes de la familia Dematiaceae aislados en la superficie de suelos llanos y de alta montaña en función de la resistencia a los rayos UV. Solo las cepas aisladas de suelos alpinos, las especies del género Cladosporium y Alternaria son significativamente más resistentes que las cepas aisladas de suelos llanos. Por el contrario, la resistencia a los rayos UV de las cepas aisladas de suelos de tierras bajas fue significativamente mayor que la de los suelos de tierras altas. En consecuencia, las diferencias en la microflora de áreas con mayor insolación (suelos alpinos) con respecto a los rayos UV están determinadas no solo por la presencia predominante de géneros y especies resistentes de Dematiaceae, sino también por su posible adaptación a tales condiciones. La última disposición es obviamente de particular importancia.

La comparación de la resistencia UV de cultivos de los géneros más comunes de hifomicetos de color oscuro aislados de la superficie, expuestos a la luz y horizontes profundos del suelo mostró la ausencia de diferencias estadísticamente significativas entre ellos. El rango de cambios en el rasgo de resistencia a los rayos UV en aislamientos naturales de especies de Dematiaceae muy extendidas fue mayormente el mismo en aislamientos de tierras bajas y de alta montaña y no superó los dos órdenes de magnitud. La amplia variabilidad en este rasgo a nivel de especie asegura la supervivencia de una parte estable de la población de la especie en condiciones ambientalmente desfavorables para este factor.

Los estudios realizados confirmaron la excepcionalmente alta resistencia a los rayos UV de las especies Stemphylium ilicis, S. sarciniforme, Dicoccum asperum, Humicola grisea, Curvularia geniculata, Helminthosporium bondarzewi revelada en el experimento, en el que, después de una dosis de irradiación de aproximadamente 1,2-1,5 ∙ 10 3 J/m 2 a 8-50% de los conidios permanecieron vivos.

La siguiente tarea fue estudiar la resistencia de algunas especies de la familia Dematiaceae a dosis biológicamente extremas de radiación UV y luz solar artificial (ISS) de alta intensidad (Zhdanova et al. 1978, 1981).

Se irradió una monocapa de conidias secas sobre un sustrato gelatinoso según el método de Lee modificado por nosotros (Zhdanova y Vasilevskaya, 1981), y se obtuvieron resultados estadísticamente significativos y comparables. La fuente de radiación UV fue una lámpara DRSh-1000 con un filtro de luz UFS-1 que transmite rayos UV de 200 a 400 nm. La intensidad del flujo de luz fue de 200 J/m 2 s. Resultó que Stemphylium ilicis, Cladosporium transchelii y especialmente su mutante Ch-1 son altamente resistentes a este efecto.

Así, la supervivencia de S. ilicis tras una dosis de 1 ∙ 10 5 J/m 2 fue del 5%. Se observó una tasa de supervivencia del 5 % para los mutantes Ch-1, C. transchelii, K-1 y BM después de dosis de 7,0 x 10 4 ; 2,6 ∙ 10 4 ; 1,3 ∙ 10 4 y 220 J/m 2, respectivamente. Gráficamente, la muerte de las conidias de color oscuro irradiadas se describió mediante una curva exponencial compleja con una meseta extensa, en contraste con la supervivencia del mutante BM, que obedecía a una dependencia exponencial.

Además, probamos la resistencia de los hongos que contienen melanina a la ISS de alta intensidad. La fuente de radiación era un iluminador solar (OS - 78) basado en una lámpara de xenón DKsR-3000, que proporcionaba radiación en el rango de longitud de onda de 200-2500 nm con una distribución de energía espectral cercana a la del sol. En este caso, la proporción de energía en la región ultravioleta fue del 10 al 12% del flujo de radiación total. La irradiación se llevó a cabo al aire o en condiciones de vacío (106,4 μPa). La intensidad de radiación en el aire fue de 700 J/m 2 s y en el vacío - 1400 J/m 2 s (0,5 y 1 dosis solar, respectivamente). Una dosis solar (constante solar) es el valor del flujo total de radiación solar fuera de la atmósfera terrestre a una distancia media Tierra-Sol, incidente sobre 1 cm 2 de superficie en 1 s. La medición de la irradiancia específica se llevó a cabo según una técnica especial en la posición de la muestra utilizando un luxómetro 10-16 con un filtro de luz neutra adicional. Cada cepa se irradió con al menos 8-15 dosis de radiación que aumentaban sucesivamente. El tiempo de irradiación varió de 1 min a 12 días. La resistencia a ISS se juzgó por la tasa de supervivencia de los conidios fúngicos (el número de macrocolonias formadas) en relación con el control no irradiado, tomado como 100%. Se ensayaron un total de 14 especies de 12 géneros de la familia Dematiaceae, de las cuales se estudiaron con más detalle 5 especies.

La resistencia de los cultivos de C. transchelii y sus mutantes a ISS dependía del grado de pigmentación de los mismos. Gráficamente, fue descrito por una curva exponencial compleja con una meseta de resistencia extensa. El valor de LD de 99,99 tras la irradiación en el aire para el mutante Ch-1 fue de 5,5 10 7 J/m 2 , el cultivo inicial de C. transchelii - 1,5 10 7 J/m 2 , los mutantes de color claro K-1 y BM - 7,5 ∙ 10 6 y 8,4 ∙ 10 5 J / m 2, respectivamente. La irradiación del mutante Ch-1 en condiciones de vacío resultó ser más favorable: la resistencia del hongo aumentó notablemente (DL 99,99 - 2,4 ∙ 10 8 J/m 2 ), cambió el tipo de curva de supervivencia de la dosis (curva multicomponente). Para otras cepas, dicha exposición fue más perjudicial.

Al comparar la resistencia a los rayos UV y la ISS de alta intensidad de los cultivos de C. transchelii y sus mutantes, se encontraron muchas similitudes, a pesar de que se estudió el efecto de la ISS sobre conidias “secas” y se irradió una suspensión acuosa de esporas con Rayos uv. En ambos casos se encontró una correlación directa entre la resistencia de los hongos y el contenido de pigmento melanina PC en la pared celular. Una comparación de estas propiedades indica la participación del pigmento en la resistencia de los hongos a ISS. El mecanismo de acción fotoprotectora del pigmento melanina propuesto más adelante permite explicar la resistencia a largo plazo de los hongos que contienen melanina a las dosis totales de rayos UV y ISS.

La siguiente etapa de nuestro trabajo fue la búsqueda de cultivos de hongos que contienen melanina más resistentes a este factor. Resultaron ser especies del género Stemphylium, y la estabilidad de los cultivos S. ilicis y S. sarciniforme en el aire es aproximadamente igual, extremadamente alta y descrita por curvas multicomponente. La dosis máxima de radiación de 3,3 ∙ 10 8 J/m 2 para los cultivos mencionados correspondió al valor de LD 99 . En el vacío, con una irradiación más intensa, la tasa de supervivencia de los cultivos de Stemphylium ilicis fue algo superior a la de S. sarciniforme (LD 99 es 8,6 ∙ 10 8 y 5,2 ∙ 10 8 J/m 2, respectivamente), es decir, su supervivencia casi lo mismo y también se describió mediante curvas multicomponente con una meseta extensa en la tasa de supervivencia del 10 y el 5%.

Por lo tanto, se encontró una resistencia única de varios representantes de la familia Dematiaceae (S. ilicis, S. sarciniforme, C. transchelii Ch-1 mutante) a la irradiación ISS de alta intensidad a largo plazo. Para comparar los resultados obtenidos con los previamente conocidos, redujimos los valores de dosis subletales obtenidos para nuestros objetos en un orden de magnitud, ya que los rayos UV (200-400 nm) de la instalación OS-78 ascendieron a 10% en su flujo luminoso. En consecuencia, la tasa de supervivencia del orden de 10 6 -10 7 J/m 2 en nuestros experimentos es 2-3 órdenes de magnitud mayor que la conocida para microorganismos altamente resistentes (Hall, 1975).

A la luz de las ideas sobre el mecanismo de la acción fotoprotectora del pigmento melanina (Zhdanova et al., 1978), la interacción del pigmento con cuantos de luz condujo a su fotooxidación en la célula fúngica y, posteriormente, a la estabilización del proceso debido a la fototransferencia reversible de electrones. En atmósfera de argón y en vacío (13,3 m/Pa), la naturaleza de la reacción fotoquímica del pigmento melanina permaneció igual, pero la fotooxidación fue menos pronunciada. El aumento de la resistencia a los rayos UV de los conidios de los hifomicetos de color oscuro en el vacío no puede asociarse con el efecto del oxígeno, que está ausente cuando se irradian muestras "secas". Aparentemente, en nuestro caso, las condiciones de vacío contribuyeron a una disminución en el nivel de fotooxidación del pigmento melanina, que es responsable de la rápida muerte de la población celular en los primeros minutos de irradiación.

Por lo tanto, un estudio de la resistencia a la radiación UV de alrededor de 300 cultivos de representantes de la familia Dematiaceae mostró una resistencia UV significativa a este efecto de los hongos que contienen melanina. Dentro de la familia, se ha establecido la heterogeneidad de especies sobre esta base. La resistencia a los rayos UV presumiblemente depende del grosor y la compacidad de la disposición de los gránulos de melanina en la pared celular del hongo. Se probó la resistencia de una serie de especies de color oscuro a fuentes de rayos UV de alta potencia (lámparas DRSH-1000 y DKsR-3000) y se identificó un grupo de especies extremadamente resistente, que supera significativamente a microorganismos como Micrococcus radiodurans y M .radiophilus en esta propiedad. Se estableció un carácter peculiar de la supervivencia de los hifomicetos de color oscuro según el tipo de curvas de dos y múltiples componentes, que fueron descritas por primera vez por nosotros.

Se hizo un estudio de la distribución del rasgo de resistencia a los rayos UV de hifomicetos de color oscuro en los suelos de alta montaña de Pamir y Pamir-Alay y en los suelos de pradera de Ucrania. En ambos casos, se asemeja a una distribución normal, pero las especies resistentes a los rayos UV de la familia Dematiaceae predominaron claramente en la micoflora de los suelos alpinos. Esto indica que la insolación provoca cambios profundos en la microflora de los horizontes superficiales del suelo.

La mayoría de los aceites y selladores se utilizan con igual éxito tanto para acabados interiores como exteriores. Es cierto que para esto deben tener un cierto conjunto de propiedades, por ejemplo, como resistencia a la humedad, aislamiento térmico y resistencia a la radiación ultravioleta.

Todos estos criterios deben cumplirse sin falta, porque nuestras condiciones climáticas son impredecibles y cambian constantemente. Puede que haga sol por la mañana, pero por la tarde ya aparecerán nubes y empezará a llover intensamente.

Con todo lo anterior en mente, los expertos aconsejan elegir aceites y selladores resistentes a los rayos UV.

Por qué se necesita un filtro

Parecería, ¿por qué agregar un filtro UV cuando puede usar sellador de silicona o poliuretano para trabajos al aire libre? Pero todas estas herramientas tienen ciertas diferencias, lo que no permite utilizarlas en absolutamente todos los casos. Por ejemplo, puede restaurar fácilmente una costura si se usó un sellador acrílico, lo que no se puede decir de la silicona.

Además, el sellador de silicona tiene una alta agresividad para las superficies metálicas, lo que no se puede decir del acrílico. Otra característica distintiva con un signo menos para los selladores de silicona es su no respeto por el medio ambiente. Contienen disolventes peligrosos para la salud. Es por eso que algunos selladores acrílicos han comenzado a utilizar un filtro UV para ampliar su gama de aplicaciones.

La radiación ultravioleta es la principal causa de degradación de la mayoría de los materiales poliméricos. Dado el hecho de que no todos los selladores son resistentes a los rayos UV, debe tener mucho cuidado al elegir un sellador o aceite.

Sustancias resistentes a la radiación ultravioleta

Ya hay una serie de selladores resistentes a los rayos UV en el mercado para selladores y revestimientos. Estos incluyen silicona y poliuretano.

Selladores de silicona

Las ventajas de los selladores de silicona incluyen una alta adherencia, elasticidad (hasta un 400%), la posibilidad de teñir la superficie después del endurecimiento y la resistencia a los rayos UV. Sin embargo, también tienen suficientes desventajas: no respeto al medio ambiente, agresividad a las estructuras metálicas y la imposibilidad de restaurar la costura.

Poliuretano

Tienen una elasticidad aún mayor que la silicona (hasta el 1000%). Resistentes a las heladas: se pueden aplicar sobre la superficie a temperaturas del aire de hasta -10 C°. Los selladores de poliuretano son duraderos y, por supuesto, resistentes a los rayos UV.

Las desventajas incluyen una alta adherencia no a todos los materiales (no interactúa bien con el plástico). El material usado es muy difícil y costoso de desechar. El sellador de poliuretano no interactúa bien con un ambiente húmedo.

Selladores acrílicos con filtro UV

Los selladores acrílicos tienen muchas ventajas, incluida una alta adherencia a todos los materiales, la posibilidad de restauración de costuras y elasticidad (hasta un 200%). Pero entre todas estas ventajas, falta un punto: la resistencia a los rayos ultravioleta.

Gracias a este filtro UV, los selladores acrílicos ahora pueden competir con otro tipo de selladores y facilitar al consumidor la elección en determinados casos.

Aceites con filtro UV

Revestimiento de madera incoloro con protección UV alta y fiable. Los aceites con filtro UV se utilizan con éxito para trabajos al aire libre, lo que permite que el material conserve todas sus propiedades positivas básicas, a pesar de las influencias externas.

Este tipo de aceite le permite retrasar ligeramente el siguiente revestimiento de superficie planificado con aceite. El intervalo entre restauraciones se reduce de 1,5 a 2 veces.

Resistencia del esmalte a la decoloración

La resistencia a la luz condicional se determinó en muestras de esmalte gris oscuro RAL 7016 sobre perfil de PVC REHAU BLITZ.

La solidez a la luz condicional de la pintura se determinó en pruebas de acuerdo con las normas:

GOST 30973-2002 "Perfiles de cloruro de polivinilo para bloques de ventanas y puertas. Método para determinar la resistencia a las influencias climáticas y evaluar la durabilidad". Pág. 7.2, tabla 1, aprox. 3.

La determinación de la solidez a la luz condicional a una intensidad de radiación de 80±5 W/m2 se controló cambiando el brillo de los revestimientos y las características de color. Las características de color de los revestimientos se determinaron en un dispositivo Spectroton después de limpiar las muestras con un paño seco para eliminar la placa formada.

El cambio en el color de las muestras durante la prueba se juzgó por el cambio en las coordenadas de color en el sistema CIE Lab, calculando ΔE. Los resultados se muestran en la tabla 1.

Tabla 1 - Cambio en las características de brillo y color de los recubrimientos

	tiempo de espera, h			Pérdida de brillo, %	Coordenada de color - L	Coordenada de color - a	Coordenada de color -b	Cambio de color Δ E a estándar
		Antes de la prueba	Después de la prueba

Se considera que las muestras 1 a 4 han pasado la prueba.

Los datos se dan para la muestra No. 4 - 144 horas de irradiación UV, que corresponde a GOST 30973-2002 (40 años condicionales):

L = 4,25 norma 5,5; a = 0,48 norma 0,80; b = 1.54 norma 3.5.

Conclusión:

La potencia del flujo de luz de hasta 80±5 W/m 2 conduce a una fuerte caída del brillo de los recubrimientos en un 98 % después de 36 horas de prueba como resultado de la formación de placa. Con pruebas continuas, no se produce más pérdida de brillo. La solidez a la luz se puede caracterizar de acuerdo con GOST 30973-2002 - 40 años condicionales.

Las características de color del recubrimiento están dentro de los límites aceptables y cumplen con GOST 30973-2002 sobre muestras No. 1, No. 2, No. 3, No. 4.

Recientemente, la sociedad (incluida la comunidad científica) se ha vuelto dominada por la idea de la universalidad de los plásticos y compuestos, que se espera que resuelvan la mayoría de los problemas de los materiales tradicionales. Se cree que nuevos tipos de plásticos y compuestos pronto reemplazarán no solo a los metales, sino también al vidrio, los aglutinantes inorgánicos resistentes al calor y los materiales de construcción. Una opinión bastante común es que mediante la modificación química o fisicoquímica de los plásticos (por ejemplo, su relleno), se pueden lograr resultados impresionantes.

En gran medida esto es cierto. Sin embargo, los polímeros tienen varios "talones de Aquiles" que no pueden ser corregidos por la química y la física del carbono y sus compuestos. Uno de estos problemas es la resistencia al calor y la resistencia química bajo la influencia del sol y otras radiaciones. Los estabilizadores UV (UFS) resuelven este problema.

En presencia del omnipresente oxígeno, los rayos del sol tienen un poderoso efecto de descomposición sobre los polímeros. Se puede ver claramente en los productos de plástico que se encuentran al aire libre bajo el sol: primero se desvanecen y se blanquean, luego se agrietan y se desmoronan. Tampoco se comportan mejor en el mar: según los ecologistas, el agua de mar y el sol convierten los productos de plástico en polvo, que luego los peces confunden con plancton y comen (y luego nos comemos ese pescado). En general, sin UVC y aditivos anti-radiación (ARD), el polímero no es adecuado para muchas de nuestras aplicaciones habituales.

Los polímeros son sensibles a la radiación UV, por lo que la vida útil de los productos se reduce bajo la influencia de factores atmosféricos debido a la degradación del polímero por la luz. El uso de un concentrado estabilizador de luz permite obtener productos con alta resistencia a la radiación UV y aumentar significativamente su vida útil. Además, el uso de UVC evita la pérdida de color, la turbidez, la pérdida de propiedades mecánicas y el agrietamiento en el producto terminado.

Los estabilizadores de luz son especialmente importantes en productos de gran superficie expuestos a la radiación solar o de otro tipo: películas, láminas. El concepto de "estabilización UV" significa que la película no pierde más de la mitad de su resistencia mecánica inicial bajo la acción de la luz solar durante un cierto período de tiempo. UFS, por regla general, contiene un 20 % de aminas HALS "estericamente impedidas" (es decir, aminas con una estructura espacial que dificulta los movimientos conformacionales de las moléculas, lo que permite estabilizar los radicales, etc.) y un antioxidante.

CaracterísticasEstabilizadores UV

El mecanismo de acción de los estabilizadores de luz (además de UFS, existen estabilizadores IR, etc.) es complejo. Simplemente pueden tomar (absorber) la luz, liberando la energía absorbida en forma de calor; puede entrar en reacciones químicas con productos de descomposición primaria; puede ralentizar (inhibir) procesos no deseados. Hay dos formas de introducir UVC: recubrimiento superficial e inyección en el bloque de polímero. Se cree que es más costoso introducirlo en el bloque, pero el efecto de UFS es más duradero y confiable. Es cierto que la mayor parte de los productos (por ejemplo, todos los chinos) se estabilizan aplicando una capa superficial de polímero, por regla general, 40-50 micrones. Por cierto, para una vida útil prolongada (3 a 5 años o hasta 6 a 10 temporadas), no es suficiente agregar una gran cantidad de UVC, también se necesita un espesor suficiente y un margen de seguridad. Por lo tanto, para una vida útil de 3 años, la película debe tener al menos 120 micras de espesor, para 6-10 temporadas, se requiere un material de tres capas de hasta 150 micras de espesor, con una capa intermedia endurecida.

UFS se puede subdividir en absorbentes y estabilizadores. Los absorbentes absorben la radiación y la convierten en calor (y su eficacia depende del espesor de la capa de polímero, son ineficaces en películas muy finas). Los estabilizadores estabilizan los radicales ya formados.

En la CEI, se venden formas de polímeros tanto estabilizados (más caros) como no estabilizados (más baratos). Esto explica en gran medida la menor calidad de los productos analógicos baratos de China u otros países. Está claro que los polímeros (películas) con estabilización más barata servirán menos que el período especificado. Por ejemplo, a menudo se declara la estabilidad durante 10 temporadas, pero no se indica el grado de reducción de la estabilidad bajo cargas incrementadas. Como resultado, la vida útil suele ser la mitad de la declarada (es decir, 1-2 años).

Buenos ejemplos del efecto de estabilización de polímeros son el policarbonato, el polietileno y las películas. La validez del policarbonato en forma de lámina alveolar oscila entre 2 y 20 años, según el grado de estabilización. Debido al ahorro de costos en los estabilizadores, el 90 % de los fabricantes no pueden confirmar la vida útil indicada de las hojas de PC (generalmente 10 años). Lo mismo con las películas. Por ejemplo, en lugar de 5 a 10 temporadas, las películas agrícolas resisten solo 2 o 3 temporadas, lo que genera pérdidas significativas en el sector agrícola. El polietileno sin UVC no funciona durante mucho tiempo, ya que se descompone rápidamente por la radiación UV (preste atención a la apariencia y el estado de los productos de PE de 10 a 15 años). Debido a esto, por ejemplo, está prohibido colocar tuberías de polietileno para gas o agua en la superficie de la tierra e incluso en interiores. No se recomienda procesar polímeros de gran tonelaje como polipropileno, poliformaldehído, cauchos sin UFS y ARD.

Desafortunadamente, los UFS de alta calidad son caros (la mayoría de ellos son producidos por firmas occidentales de marca) y, debido a esto, muchos fabricantes locales ahorran en ellos (deben agregarse en una cantidad de 0.1-2, o incluso 5%). . En lugar de nuevos GOST, en la producción se utilizan TU y GOST de hace 20 años. A modo de comparación, en la UE, los estándares de estabilizadores se actualizan cada 10 años. Cada tipo de UFS tiene características que deben tenerse en cuenta al utilizarlo. Por ejemplo, los UFS de amina provocan el oscurecimiento del material y no se recomienda su uso para productos de colores claros. Para ellos se utilizan UVC fenólicos.

Tenga en cuenta que la presencia de UVC en los polímeros, especialmente en las películas, aún no se da por sentada, algo que los consumidores deben conocer. Los fabricantes de renombre se centran en la presencia de UVC en cualquier producto. Por lo tanto, Mitsubishi-Engineering Plastics afirma que sus gránulos de policarbonato NOVAREX contienen un aditivo estabilizador de UV "para que el policarbonato celular se pueda usar durante 10 años bajo una mayor exposición a la luz solar". Un ejemplo "más cercano" es el último lanzamiento de abril de la empresa bielorrusa "Svetlogorsk-Khimvolokno" con respecto a la introducción de nuevos productos: películas de PE con UVC. Además de explicar por qué se necesita UFS, el servicio de prensa de la empresa señala que la película UFS "puede tener una vida útil de hasta tres temporadas". La información de una de las empresas más antiguas y respetadas de la industria (fundada en 1964, produce fibras químicas, hilos textiles de poliéster, artículos para el hogar) muestra que el consumidor debe controlar la presencia de UVC en el polímero.

Algunas palabras sobre el mercado.

El mercado mundial de estabilizadores de luz y calor se acerca a la marca de los 5.000 millones de dólares; más precisamente, se espera que alcance los 4.800 millones de dólares para 2018. El mayor consumidor de estabilizadores es la industria de la construcción (en 2010, el 85% de los estabilizadores se utilizaron para la producción de perfiles, tuberías y aislamiento de cables). Con la creciente moda de los revestimientos (cuya resistencia a la exposición a la luz es esencial), la proporción de UVC en la construcción solo puede aumentar. No es sorprendente que el mercado de estabilizadores ligeros todavía tenga una gran demanda: el mayor consumidor de estabilizadores resultó ser la región de Asia-Pacífico, que representa hasta la mitad de la demanda mundial. Le siguen Europa Occidental y Estados Unidos. Luego están los mercados de América del Sur, la CEI y Europa del Este, en Oriente Medio, donde el crecimiento de la demanda de UFS está por encima de la media, alcanzando el 3,5-4,7% anual.

Desde la década de 1970, el mercado mundial se ha reabastecido con ofertas de las principales empresas europeas. Así, durante casi medio siglo, Tinuvin UFS se ha utilizado con éxito, para ampliar la producción de la cual, en 2001, Ciba construyó una nueva planta (en 2009, Ciba pasó a formar parte de BASF). IPG (International Plastic Guide) ha probado y lanzado el concentrado UVC de la marca LightformPP para películas y spunbonds (este es un material aislante microporoso permeable al vapor de polipropileno no tejido). Los nuevos UFS, además de la protección ligera, protegen contra el efecto destructivo de los pesticidas (incluido el azufre), lo que es especialmente importante en la industria agrícola. Ya se han comenzado a entregar nuevos UFS a la CEI (por regla general, las entregas provienen de Europa Occidental, EE. UU. y Corea del Sur). UFS está siendo desarrollado por los japoneses Novarex, Western Clariant, Ampacet, Chemtura, BASF. Recientemente, los productores asiáticos se han vuelto cada vez más influyentes, no solo surcoreanos, sino también chinos.

Dmitri Severin

Las bridas de nailon para cables son una herramienta de fijación versátil. Han encontrado aplicación en muchas áreas, incluido el trabajo al aire libre. Al aire libre, las abrazaderas de cable están expuestas a múltiples influencias naturales: precipitaciones, vientos, calor de verano, frío de invierno y, lo que es más importante, luz solar.

Los rayos del sol son perjudiciales para las soleras, destruyen el nailon, lo vuelven quebradizo y reducen la elasticidad, lo que lleva a la pérdida de las principales propiedades de consumo del producto. En las condiciones del centro de Rusia, una regla instalada en la calle puede perder el 10% de la fuerza declarada en las primeras 2 semanas. La razón de esto son las ondas electromagnéticas ultravioletas invisibles al ojo que están presentes a la luz del día. Son los UVA de longitud de onda larga y, en menor medida, los UVB de longitud media (debido a la atmósfera, solo el 10 % llega a la superficie terrestre) rangos UV los responsables del envejecimiento prematuro de las soleras de nailon.

El impacto negativo de los rayos UV está en todas partes, incluso en regiones donde hay muy pocos días soleados, porque. El 80% de los rayos penetran las nubes. La situación se agrava en las regiones del norte, con sus largos inviernos, a medida que aumenta la permeabilidad de la atmósfera a la luz solar y la nieve refleja los rayos, duplicando así la exposición a los rayos UV.

La mayoría de los proveedores sugieren usar una corbata negra como solución al envejecimiento del yugo de nailon por la luz solar. Estas soleras cuestan lo mismo que sus contrapartes de color blanco neutro, y la única diferencia es que para obtener un color negro en el producto terminado, se agrega una pequeña cantidad de polvo de carbón u hollín a la materia prima como pigmento colorante. Este aditivo es tan insignificante que no puede proteger el producto de la degradación UV. Tales soleras se conocen comúnmente como "resistentes a la intemperie". Esperar que tal regla funcione de buena fe al aire libre es lo mismo que tratar de mantenerse caliente en el frío usando solo ropa interior.

Cuando se instalan al aire libre, solo las traviesas de poliamida 66 estabilizada contra los rayos ultravioleta pueden soportar cargas de manera confiable durante un período de tiempo prolongado. Se logra un efecto positivo al agregar estabilizadores UV especiales a las materias primas. El escenario de acción de los estabilizadores de luz puede ser diferente: pueden simplemente absorber (absorber) la luz, liberando la energía absorbida luego en forma de calor; puede entrar en reacciones químicas con productos de descomposición primaria; puede ralentizar (inhibir) procesos no deseados.