Como a quantidade de estabilizador antioxidante e UV adicionado ao encaixe do HDPE da fonte do solo afeta sua vida útil?

A quantidade de estabilizador antioxidante e UV adicionado a Faixa HDPE de fonte de solo tem um impacto importante em sua vida útil. Esses dois aditivos desempenham um papel protetor nos materiais HDPE, respectivamente, respondendo à degradação oxidativa e danos à radiação UV às propriedades do material. A seguir, é apresentada uma análise detalhada:

1. O papel e o impacto dos antioxidantes
(1) Funções básicas de antioxidantes
O HDPE é um polímero molecular alto que é propenso a reações de oxidação sob alta temperatura, alta pressão ou uso a longo prazo, causando envelhecimento material, fragilidade ou até rachaduras.
Os antioxidantes atrasam a ocorrência de reações de oxidação, capturando radicais livres ou decompando peróxidos, estendendo assim a vida útil dos acessórios de HDPE.
(2) Impacto da quantidade de antioxidante adicionado
Adição apropriada:
Melhore o desempenho antienvelhecimento do material e estenda sua vida útil em ambientes de alta temperatura ou alta pressão.
Nos sistemas de bomba de calor da fonte do solo, os antioxidantes podem efetivamente impedir que os tubos falhem devido ao estresse oxidativo em água quente circulante a longo prazo ou ambientes enterrados.
Adição insuficiente:
A capacidade antioxidante insuficiente do material pode levar ao envelhecimento prematuro, especialmente em condições de alta temperatura ou alta pressão.
Em ambientes subterrâneos, quantidades de oxigênio no solo podem acelerar o processo de envelhecimento do HDPE e reduzir a vida útil dos acessórios de tubos.
Adição excessiva:
Isso pode causar quebrar o equilíbrio químico dentro do material, o que, por sua vez, afeta as propriedades mecânicas do HDPE (como resistência à tração ou flexibilidade).
Antioxidantes excessivos podem migrar para a superfície do material, afetando a compatibilidade com outros componentes (como vedações ou conectores).
(3) considerações em aplicações práticas
Em sistemas de bomba de calor da fonte de solo, os acessórios de tubo HDPE geralmente precisam suportar altas temperaturas operacionais (como 40-60 ° C) e pressão a longo prazo, portanto a quantidade de antioxidante adicionada precisa ser otimizada de acordo com condições de uso específicas.
Em geral, a quantidade de antioxidante adicionada é de 0,1% a 1% do peso total do HDPE, e a proporção específica depende dos requisitos de projeto do fabricante e da vida esperada.
2. O papel e o impacto dos estabilizadores UV
(1) Funções básicas de estabilizadores UV

Quando o HDPE é exposto à luz solar, os raios ultravioletas destruem sua estrutura de cadeia molecular, fazendo com que a superfície do material em pó, descolorida ou até rachadura.
Os estabilizadores de UV protegem os materiais HDPE contra danos por UV, absorvendo os raios UV ou inibindo as reações de fotooxidação.
(2) Efeito da adição do estabilizador UV
Adição apropriada:
Melhora significativamente a resistência climática dos acessórios de tubos HDPE, especialmente na construção ao ar livre ou na exposição a curto prazo.
Para sistemas de bomba de calor de fonte de solo, embora a maioria dos acessórios de tubos HDPE esteja enterrada no subsolo, eles ainda podem ser expostos aos raios UV durante o transporte, armazenamento ou instalação. Quantidades apropriadas de estabilizadores de UV podem evitar danos nesses estágios.
Adição insuficiente:
Se os acessórios de tubo forem expostos à luz solar antes da construção, a degradação da superfície poderá ocorrer rapidamente, afetando a aparência e o desempenho.
A exposição a longo prazo pode causar a resistência do material a diminuir e aumentar o risco de vazamento na operação posterior.
Adição excessiva:
Os estabilizadores UV excessivos podem migrar para a superfície do material e afetar seu desempenho de ligação com outros materiais.
Aumenta os custos de produção, mas o efeito real das aplicações enterradas é limitado.
(3) considerações em aplicações práticas
Para acessórios para tubos HDPE em sistemas de bomba de calor de fonte de solo, uma vez que estão no subsolo a maior parte do tempo, a demanda por estabilizadores de UV é relativamente baixa. Geralmente, uma quantidade adicional de 0,2% -0,5% do peso total do HDPE pode atender às necessidades de exposição a curto prazo.
Se alguns acessórios para tubos HDPE precisarem ser expostos à luz solar por um longo tempo (como os conectores na parte do solo), é necessário um conteúdo mais alto do estabilizador UV.
3. Efeito sinérgico de antioxidantes e estabilizadores de UV
Efeito sinérgico: os antioxidantes e os estabilizadores de UV têm um certo efeito sinérgico no HDPE. Por exemplo, os estabilizadores de UV podem reduzir a ocorrência de reações de fotooxidação, enquanto os antioxidantes inibem ainda mais a reação em cadeia iniciada por radicais livres.
Otimização abrangente: Na produção real, a quantidade de adição dos dois aditivos precisa ser considerada de maneira abrangente para garantir a estabilidade a longo prazo dos acessórios de tubos HDPE sob várias condições ambientais.
4. Impacto específico na vida útil
(1) Impacto de antioxidantes na vida útil
Nos sistemas de bomba de calor da fonte de solo, a principal função dos antioxidantes é atrasar o envelhecimento da oxidação térmica e a rachadura no estresse. Estudos mostraram que a adição apropriada de antioxidantes pode prolongar a vida útil dos acessórios de tubos HDPE a mais de 50 anos (em condições normais enterradas).
Se o antioxidante for insuficiente, os acessórios de tubo HDPE podem mostrar degradação significativa do desempenho dentro de 10 a 20 anos, especialmente em ambientes de alta temperatura ou alta tensão.
(2) Efeito dos estabilizadores UV na vida útil
Os estabilizadores de UV afetam principalmente o desempenho dos acessórios de tubo HDPE durante a exposição a curto prazo. Se os acessórios para tubos não forem adequadamente protegidos antes da construção, a falta de estabilizadores de UV poderá causar degradação da superfície, o que, por sua vez, afeta a qualidade da soldagem subsequente e o desempenho de vedação.
Em ambientes enterrados, o efeito dos estabilizadores de UV na vida útil é relativamente pequeno, mas se os acessórios de tubo precisarem ser expostos por um longo tempo (como a parte do solo), seu efeito se tornará significativo.

Na produção real, a quantidade de antioxidantes e estabilizadores de UV adicionados precisa ser ajustada de acordo com o cenário de aplicação específico para obter a melhor relação custo-benefício e desempenho.