Die Sonne scheint und die Temperaturen steigen. Wir haben uns gefragt, was die UV-Strahlung mit Produkten aus Kunststoffen macht und welche Kunststoffe sich besonders für den Einsatz im Außenbereich bei Sonneneinstrahlung und Temperatureinfluss eignen.
1. Mögliche Auswirkungen von UV-Strahlung auf Kunststoffe
2. Welche Kunststoffe eignen sich besonders für den Outdoorbereich?
3. Fazit
Wird ein neues Produkt aus Kunststoff gefertigt, gilt es besonderes Augenmerk auf die Anforderungen, die durch Umweltfaktoren bestimmt werden, zu legen. Diese können die Lebensdauer von Kunststoffteilen nämlich erheblich einschränken bzw. reduzieren.
Gerade Kunststoffe, die im Freien eingesetzt werden, können massiven Witterungseinflüssen ausgesetzt sein. Daher erfordern diese Anwendungen witterungsbeständige Kunststoffe, die den negativen Einflüssen der UV-Strahlung auf das Erscheinungsbild und die mechanischen Eigenschaften der Kunststoffe widerstehen können.
Die Erhöhung der UV-Beständigkeit von Kunststoffen wird in der Regel durch die Zugabe von Additiven wie UV-Stabilisatoren, eine schwarze Einfärbung oder einer Schutzbeschichtung erreicht.
Einer der am häufigsten verwendeten Kunststoffe im Außenbereich ist Acryl. Neben der ausgezeichneten UV-Beständigkeit überzeugt der Kunststoff auch durch seine Transparenz und durch seine Kratzfestigkeit. Acryl kann in jedem beliebigem NCS-, Pantone- und RAL-Farbton eingefärbt werden. Das Material eignet sich hervorragend für Beschilderungen, Displays, Abdeckungen für Beleuchtungen, Paneele, Reflektoren und farbige Linsen. Da das Material eher steif und spröde ist, sollte es für Anwendungen, die mit hohem Druck belastet werden, nicht verwendet werden.
Polyethylen mit hoher Dichte (HDPE) gehört zu den weltweit meistverwendeten Kunststoffen und hat neben der enormen UV-Beständigkeit eine Vielzahl an Materialeigenschaften, welche ein breites Anforderungsspektrum ermöglichen. Die leichte Verarbeitung und die Tatsache, dass die Herstellkosten im Vergleich zu anderen Kunststoffen eher niedrig sind, machen es zu einem sehr häufig verwendeten Kunststoff für Produkte wie Behälter, Flaschen, Gartenmöbel, Plastikspielzeug und Rohre. HDPE ist ein äußerst zähes Material mit einer exzellenten Reißfestigkeit. Obwohl es etwas schlagfester als Acryl ist, eignet es sich aber ebenso schlecht für Anwendungen mit dauerhafter Schlag- oder Druckbelastung.
Polycarbonat (PC) ist eine langlebigere Alternative zu Acryl, da es sich durch eine hohe Schlagfestigkeit auszeichnet. Im Hinblick auf die Transparenz ist es Acryl sehr ähnlich, jedoch zeichnet es sich durch eine große Robustheit aus und bleibt auch bei extremen Temperaturschwankungen formstabil und UV-beständig.
Polycarbonat eignet sich deshalb hervorragend für Produkte, die einer starken Beanspruchung ausgesetzt sind wie zum Beispiel Schutzbrillen, Schutzschilde, Sicherheitsfenster und Behälter. Das Material ist zwar etwas teurer als Acryl, eignet sich jedoch perfekt für Anwendungen, bei denen das Material höherem Druck ausgesetzt wird und die Beanspruchbarkeit von Acryl nicht mehr ausreichend ist.
Polyetherimid (PEI) ist ein UV-beständiger Kunststoff, der sich besonders für industrielle, mechanische und chemische Anwendungen eignet. PEI wird zumeist im Spritzgussverfahren verarbeitet und ist hervorragend hitzebeständig. Zudem hat es eine sehr gute Zugfestigkeit sowie eine hohe Beständigkeit gegen Säuren. Das Material wird beispielsweise bei elektrischen Komponenten, Abdeckungen, Hitzeschilden, Temperatursensoren, Autoteilen und Motorkomponenten für die Luft- und Raumfahrt eingesetzt. In der Luftfahrt kommt PEI vermehrt im Flugzeuginnenbereich zum Einsatz, da es im Brandfall eine geringe Rauchgasdichte verursacht.
Polyphenylensulfid (PPS) ist ein hoch UV-beständiger Kunststoff, der außergewöhnlich flamm- und hitzebeständig ist. Es weist eine hervorragende chemische Beständigkeit auf und wird von Herstellern deswegen häufig eingesetzt. Verarbeitet wird PPS zum Großteil auch im Spritzgussverfahren. Es ist ein kristalliner, starker und haltbarer Kunststoff, der jedoch nur auf dunklere Farben beschränkt ist. PPS selbst kann spröde sein, lässt sich aber leicht mit Fasern und anderen Füllstoffen mischen, um die Zähigkeit zu verbessern. PPS wird häufig für die Herstellung von Automobilteilen, Luft- und Raumfahrtkomponenten, Industriepumpen, elektrischen Komponenten und medizinischen Geräten eingesetzt.
Wir haben nur eine kleine Auswahl an Kunststoffen betrachtet und sind durchwegs überrascht wie hoch die Vielfalt an UV-beständigen Kunststoffen ist. Im Outdoorbereich auf einen nicht UV-beständigen Kunststoff zu setzen, birgt zwei wesentliche Risiken, welche negative Auswirkungen auf die Bauteilbeschaffenheit aber auch auf das Markenimage mit sich bringen können. Einerseits kann die Einstrahlung eine optische Veränderung bewirken, welche das Erscheinungsbild erheblich verschlechtert und somit minderwertig erscheinen lässt. Andererseits kann es zur Veränderung der mechanischen Eigenschaften kommen, wodurch die vorab definierten Anforderungen nicht mehr eingehalten werden können und das Bauteil unbrauchbar wird. Unsere klare Empfehlung lautet somit: Kontakt mit Experten aufnehmen und auf das Logo achten! 😊
