你有沒有發(fā)現(xiàn)，放在陽臺的塑料花盆沒幾個月就變脆開裂？愛車的儀表盤暴曬后出現(xiàn)惱人的裂紋？這都是紫外線在 “搞破壞”！但別擔(dān)心，今天就為大家揭秘 5 種抗紫外線 “超級戰(zhàn)士” 塑料，看完你就知道如何讓塑料制品經(jīng)得起烈日考驗。

一、紫外線如何 “攻擊” 塑料？

在深入了解這些神奇的塑料之前，我們先來看看紫外線的 “破壞力”。陽光中的紫外線波長在 100 - 400 納米之間，能量高到足以破壞塑料分子中的化學(xué)鍵。當(dāng)塑料暴露在紫外線下，分子鏈斷裂重組，導(dǎo)致材料變色、變硬、變脆，最終失去使用價值。而我們即將介紹的這 5 種塑料，就像是給塑料制品穿上了堅固的 “防曬盔甲”。

• 丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯（ASA）
• 高密度聚乙烯（HDPE）
• 聚碳酸酯 (PC)
• 聚酰胺酰亞胺（PAI）
• 聚偏氟乙烯（PVDF）

以下各節(jié)將描述每種材料的特性和戶外應(yīng)用。

ASA 塑料堅韌、強(qiáng)度高，抗沖擊、耐磨和抗紫外線輻射。它還能抵抗風(fēng)化、耐熱和弱酸堿。ASA 部件具有光澤表面，即使在戶外環(huán)境中也能保持其顏色、光澤和機(jī)械性能。3D 打印后易于平滑層紋，這種 UV 抗性塑料可作為注塑用樹脂，或作為可 CNC 加工的擠出或共擠出材料。ASA 的主要缺點是會隨時間吸收水分。

ASA 塑料是戶外電氣計量器透明外殼的一個好選擇。

UV 抗性 ASA 的應(yīng)用包括電氣外殼、商業(yè)外墻、草坪家具、運動用品和園藝設(shè)備。這種 UV 抗性塑料也用于汽車應(yīng)用，范圍從外板到側(cè)視鏡外殼。如果您正在考慮為您的項目使用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）塑料，要知道 ABS 和 ASA 具有相似的機(jī)械性能——但沒有添加 UV 穩(wěn)定劑，ABS 不會抵抗紫外線降解。

優(yōu)點：

• 出色的耐候性，抗紫外線性能優(yōu)異，長期暴露不易褪色、老化
  

• 良好的機(jī)械性能，強(qiáng)度高、韌性好
  

• 成型加工性好，可制成各種復(fù)雜形狀

缺點：

• 價格相對較高，成本限制大規(guī)模應(yīng)用
  

• 不耐強(qiáng)氧化性酸、堿等化學(xué)試劑

HDPE 塑料結(jié)合了 UV 穩(wěn)定性，同時對雨、風(fēng)、雪和極端溫度具有強(qiáng)而廣泛的抵抗力。與 ASA 不同，這種 UV 抗性塑料不會吸收水分或濕氣，這有助于防止材料隨時間推移而膨脹、翹曲或變?nèi)?。HDPE 的眾多優(yōu)點包括其柔韌性、輕質(zhì)和易于回收。除了其優(yōu)異的化學(xué)抵抗力，HPDE 還提供卓越的抗沖擊性能，能夠在不破裂或開裂的情況下承受機(jī)械應(yīng)力。

UV 抗性高密度聚乙烯（HDPE）的用途包括游樂場設(shè)備、戶外家具、農(nóng)業(yè)容器和水存儲罐。HDPE 也是戶外結(jié)構(gòu)常用的建筑材料，有時被稱為塑料木，這種材料具有天然木材的外觀，且不會發(fā)生老化。然而，并非所有 HDPE 都設(shè)計用于結(jié)構(gòu)應(yīng)用，因此設(shè)計師在考慮 UV 抗性的同時，還需要考慮彎曲強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。

優(yōu)點：

• 耐化學(xué)腐蝕性強(qiáng)，可抵御多種酸堿侵蝕
  
• 抗紫外線能力穩(wěn)定，戶外使用壽命長
  
• 價格實惠，性價比高
  
• 環(huán)保無毒，可回收利用

缺點：

• 耐熱性一般，使用溫度范圍較窄
  
• 成型收縮率大，尺寸精度不易控制
  
  

PC 塑料比 HDPE 具有更高的抗沖擊性，并且能夠承受顯著的溫度變化。這種耐紫外線的材料還輕便、易于加工、具有電絕緣性和防火性。盡管聚碳酸酯的強(qiáng)度是玻璃的<250倍，但PC容易刮花，而且比其他耐紫外線材料更貴。因此，在材料選擇時，零件設(shè)計師必須權(quán)衡聚碳酸酯的紫外線穩(wěn)定性與其他因素。

聚碳酸酯的應(yīng)用包括戶外標(biāo)志和照明系統(tǒng)。特殊的 LED 擴(kuò)散級聚碳酸酯被設(shè)計用來擴(kuò)散含有發(fā)光二極管（LED）燈的光。聚碳酸酯塑料的結(jié)構(gòu)應(yīng)用包括陽光棚、車棚和其他戶外結(jié)構(gòu)。憑借其優(yōu)異的電絕緣性能和滿足阻燃要求的能力，聚碳酸酯材料也被用于電氣和電子產(chǎn)品，例如變電站的戶外開關(guān)設(shè)備。

優(yōu)點：

• 透光率高達(dá) 89%，光學(xué)性能優(yōu)越
  
• 抗沖擊強(qiáng)度高，有 “透明金屬” 之稱
  
• 加入紫外線吸收劑后，抗紫外線效果顯著
  
• 成型工藝成熟，易于加工

缺點：

• 耐水解性能差，高溫高濕環(huán)境易老化
  
• 耐磨性不足，表面易刮花
  
• 價格中等偏上
  
  

4. 聚酰胺酰亞胺 (PAI)

抗 UV PAI 結(jié)合了 UV 穩(wěn)定性與優(yōu)異的抗蠕變和抗磨損性能。這種高性能塑料還具有很高的抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度，適用于機(jī)械載荷。盡管 PAI 會吸收水分且機(jī)械性能較硬，但它具有低熱膨脹和高熱穩(wěn)定性，適用于尺寸穩(wěn)定的部件。PAI 可用于 3D 打印，具有良好的可加工性，但相對昂貴且注塑成型存在挑戰(zhàn)。

耐紫外線的 PAI 應(yīng)用包括航空航天和汽車零部件及系統(tǒng)、電氣和電子設(shè)備以及綠色能源行業(yè)。在航空航天領(lǐng)域，PAI 用于翼片、機(jī)翼、天線支架和雷達(dá)罩。電氣和電子應(yīng)用包括電纜和連接器。在綠色能源行業(yè)，PAI 用于大規(guī)模電池儲能單元，這些單元從風(fēng)能或太陽能中捕獲能量，以按需分配。

優(yōu)點：

• 耐高溫性能極佳，可在 260℃長期使用
  
• 抗紫外線性能卓越，化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)
  
• 機(jī)械強(qiáng)度高，尺寸穩(wěn)定性好
  

缺點：

• 合成工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本極高
  
• 成型難度大，對加工設(shè)備和工藝要求高
  
• 材料流動性差，不易制成薄壁制品
  
  

5. 聚偏氟乙烯 (PVDF)

PVDF 是一種高純度塑料，具有優(yōu)異的耐化學(xué)性、阻燃性和耐候性。PVDF 塑料主要有兩種類型：均聚物和共聚物。均聚物 PVDF 的剛度更高，熱變形溫度高于共聚物 PVDF，后者具有更好的沖擊強(qiáng)度和抗應(yīng)力開裂性能。這兩種材料都提供優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，并在循環(huán)載荷下具有高疲勞抗性。

耐候性 PVDF 的應(yīng)用包括太陽能電池板和戶外建筑表面的涂層，如金屬屋頂、立面和幕墻。PVDF 也用于防水膜、保護(hù)膜和電動汽車充電系統(tǒng)的戶外電氣元件。使用 3D 打印、CNC 加工或注塑成型的 PVDF 行業(yè)包括航空航天、汽車、體育用品、石化加工和半導(dǎo)體設(shè)備。

優(yōu)點：

• 綜合性能優(yōu)異，抗紫外線、耐化學(xué)腐蝕、耐候性俱佳
  
• 阻燃性好，安全性高
  
• 表面光潔度高，自清潔能力強(qiáng)
  

缺點：

• 價格昂貴，限制了普通領(lǐng)域應(yīng)用
  
• 熔融粘度高，加工成型困難
  
• 與其他材料相容性差，難以改性

當(dāng)我們的設(shè)計戶外產(chǎn)品的時候，可以選擇這幾種材料，產(chǎn)品的抗紫外線性能就有了一定保障。不過要注意，再好的抗紫外線塑料，長時間暴曬也會加速老化。所以可以給塑料制品搭配遮陽篷、防曬罩等，減少紫外線直射。對于已經(jīng)使用這些材料的物品，定期清理表面的灰塵和污漬，也能延長其使用壽命。

這 5 種抗紫外線塑料，在不同領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用，從日常生活用品到工業(yè)、建筑、能源等重要行業(yè)，都為我們的生活和生產(chǎn)提供了可靠保障。你還知道哪些有趣又實用的特殊塑料材料？歡迎在評論區(qū)分享交流！