Пропускает ли полиэтиленовая пленка ультрафиолетовые лучи. Пропускает ли поликарбонат ультрафиолетовые лучи? Что означает само название «ультрафиолет»

Были времена, когда загорелая кожа считалась признаком низкого происхождения, и знатные дамы старались защитить лицо и руки от солнечных лучей, дабы сохранить аристократическую бледность. Позже отношение к загару изменилось - он стал непременным атрибутом здорового и успешного человека. Сегодня, несмотря на неутихающие споры относительно пользы и вреда инсоляции, бронзовый оттенок кожи по-прежнему находится на пике популярности. Вот только возможность посещать пляж или солярий есть не у всех, и в связи с этим многие интересуются, можно ли загореть через оконное стекло, расположившись, например, на прогретой солнцем застекленной лоджии или мансарде. По информации сайта http://onwomen.ru

Наверное, каждый профессиональный водитель или просто человек, проводящий длительное время за рулем автомобиля, замечал, что кисти его рук и лицо со временем покрываются легким загаром. То же относится к офисным служащим, вынужденным сидеть всю рабочую смену у незанавешенного окна. На их лицах нередко можно обнаружить следы загара даже в зимний период. И если человек не является завсегдатаем соляриев и не совершает ежедневный променад по паркам, то иначе как загаром через стекло объяснить данное явление не получится. Так пропускает ли стекло ультрафиолет и можно ли загореть через окно? Давайте разбираться.

Природа загара

Для того чтобы ответить на вопрос, можно ли получить загар через обычное оконное стекло в машине или на лоджии, нужно разобраться в том, как именно происходит процесс потемнения кожных покровов и какие факторы оказывают на него влияние. В первую очередь следует отметить, что загар - это не что иное, как защитная реакция кожи на солнечное излучение. Под воздействием ультрафиолета клетки эпидермиса (меланоциты) начинают вырабатывать вещество меланин (темный пигмент), благодаря которому кожа и приобретает бронзовый оттенок. Чем выше концентрация меланина в верхних слоях дермы, тем интенсивнее получается загар.

Однако такую реакцию вызывают не все УФ-лучи, а только лежащие в очень узком диапазоне длин волн. Ультрафиолетовые лучи условно подразделяются на три типа:

• А-лучи (длинноволновые) - практически не задерживаются атмосферой и беспрепятственно достигают земной поверхности. Такое излучение считается самым безопасным для человеческого организма, поскольку не активизирует синтез меланина. Все, на что оно способно, - это вызывать легкое потемнение кожных покровов, и то только при длительном воздействии. Однако при избыточной инсоляции длинноволновыми лучами происходит разрушение коллагеновых волокон и обезвоживание кожи, вследствие чего она начинает быстрее стареть. А у некоторых людей именно из-за А-лучей развивается аллергия на солнце. Длинноволновое излучение легко преодолевает толщу оконного стекла и приводит к постепенному выгоранию обоев, поверхности мебели и ковров, но полноценный загар с его помощью получить невозможно.
• В-лучи (средневолновые) - задерживаются в атмосфере и достигают поверхности Земли лишь частично. Данный тип излучения оказывает непосредственное влияние на синтез меланина в клетках кожи и способствует появлению быстрого загара. А при его интенсивном воздействии на коже возникают ожоги различной степени. Сквозь обычное оконное стекло В-лучи проникать не способны.
• С-лучи (коротковолновые) - представляют огромную опасность для всех живых организмов, но, к счастью, они практически полностью нейтрализуются атмосферой, не достигая поверхности Земли. Столкнуться с таким излучением можно только высоко в горах, однако и там его действие крайне ослаблено.Физики выделяют еще один тип ультрафиолетового излучения - экстремальный, для которого часто используется термин «вакуумный» ввиду того, что волны данного диапазона полностью поглощаются атмосферой Земли и не попадают на земную поверхность.

УФ представляет из себя излучение с длинами волн от 400 нм до 10 нм. Оно подразделяется на 4 диапазона:
А: 400-315 нм
В: 315-280 нм
С: 280-100 нм
Экстремальный: 121-10 нм.

Разные материалы имеют различную прозрачность для ультрафиолетовых лучей в зависимости от длины волны. Для экстремального диапазона непрозрачен даже воздух! Оконное стекло пропускает диапазон А, но не пропускает 3 других.
В этом можно убедиться, посмотрев график.

График проверяется простым экспериментом. Через обычное стекло толщиной 6 мм светим УФ светодиодом 365 нм на невидимую надпись, светящуюся только под ультрафиолетом.

Никакого заметного снижения яркости нет. Можно взять стекло толще в несколько раз, но надпись продолжит светиться, ультрафиолет очень хорошо проходит!

Пропускание стеклом 400-315 нм особенно важно учитывать при выборе качественных солнцезащитных очков, потому что через стеклянную линзу без защитного слоя проходит большая часть ультрафиолета, присутствующего на улице: в Москве от 301 нм, в умеренных широтах от 295 нм, в мире от 286 нм.

Если сказать, что воздух не пропускает ультрафиолет — это будет полуправда, также, как сказать, что стекло не пропускает УФ. Всегда следует упоминать конкретный диапазон ультрафиолета, чтобы не появлялись такие опасные полумифы.

• Можно ли загореть через стекло?

  Можно ли получить загар через оконное стекло или нет, напрямую зависит от того, какими свойствами оно обладает. Дело в том, что стекла бывают разных видов, на каждый из которых УФ-лучи воздействуют по-разному. Так, органическое стекло отличается высокой пропускной способностью, что позволяет обеспечить прохождение всего спектра солнечного излучения. То же самое касается и кварцевого стекла, которое используется в лампах для солярия и в устройствах для обеззараживания помещений. Обычное же стекло, применяемое в жилых помещениях и автомобилях, пропускает исключительно длинноволновые лучи типа А, и загореть через него нельзя. Другое дело, если заменить его оргстеклом. Тогда можно будет принимать солнечные ванны и наслаждаться красивым загаром практически круглый год.

  Хотя иногда бывают случаи, когда человек проводит некоторое время под солнечными лучами, проходящими через окно, а потом обнаруживает на открытых участках кожи легкий загар. Разумеется, он находится в полной уверенности, что загорел именно путем инсоляции через стекло. Но это не совсем так. Существует весьма простое объяснение данному явлению: изменение оттенка в таком случае происходит в результате активизации небольшого количества остаточного, выработанного под воздействием ультрафиолета типа В пигмента (меланина), находящегося в клетках кожи. Как правило, такой «загар» носит временный характер, то есть быстро исчезает. Одним словом, для того чтобы приобрести полноценный загар, необходимо либо посещать солярий, либо регулярно принимать солнечные ванны, а добиться изменения естественного оттенка кожи в сторону более темного через обычное оконное или автомобильное стекло не получится.

• Нужно ли защищаться?

Волноваться по поводу того, можно ли получить загар через стекло, надо только тем людям, которые имеют очень чувствительную кожу и предрасположенность к возникновению пигментных пятен.

Им рекомендуется постоянно пользоваться специальными средствами с минимальной степенью защиты (SPF). Наносить такую косметику следует главным образом на лицо, шею и зону декольте. Однако слишком активно защищаться от ультрафиолета, тем более длинноволнового, все же не стоит, ведь солнечные лучи в умеренном количестве весьма полезны и даже необходимы для нормального функционирования человеческого организма.

На страницах данного информационного ресурса уже отмечалась необходимость защиты изделий из полиэтилена, в частности полуфабрикатов (полиэтиленовых стержней, листов, плит и т.д.) из полиэтилена различных марок, а также других материалов семейства полиолефины, от вредного воздействия УФ - излучения, при эксплуатации изделий на открытом воздухе.

Вредное воздействие УФ - излучения выражается в изменении цвета материала (выцветании), а также в изменении его механических свойств - материал становится хрупким и растрескивается, даже без механической нагрузки.

Следует отметить что эти процессы (выцветание и изменение механических свойств) не связаны между собой – выцветание характеризует, прежде всего, стойкость красителей, используемых при производстве материалов, и поэтому потеря оригинального цвета изделия далеко не всегда означает изменение механических свойств материала.

Как уже отмечалось выше, для придания стойкости полиолефинов к воздействию УФ - излучения в их состав в процессе производства вводят специальные УФ - стабилизаторы (HALS – ингибиторы).

В целом можно сказать, что устойчивость материала к воздействию УФ - излучению, и, следовательно, срок службы изделий, зависит от количества и эффективности используемых УФ - стабилизаторов, а также от интенсивности УФ - излучения – в более высоких широтах интенсивность УФ - излучения ниже, чем в более низких. Дополнительно интенсивность УФ – излучения может усиливать, например, его отражение от водной поверхности.

Сочетание стабилизаторов и красителей, вводимых в состав материала, также может оказывать значительное воздействие на срок службы изделий, например вводимый в состав изделий из полиэтилена краситель на основе сажи сам по себе является хорошим УФ – стабилизатором, поэтому срок службы изделий из полиэтилена черного цвета является наибольшим.

Ведущие производители инженерных термопластов регулярно проводят тестирование производимых материалов для определения влияния УФ – излучения на их свойства. В целом можно сказать, что целевым показателем срока, в течение которого не должно происходить значительного изменения свойств материалов является 10 лет.

Однако с учетом того, что как уже отмечалось выше, интенсивность УФ – излучения для разных климатических зон различна, для мест высокой интенсивностью излучения реально достижимая величина этого показателя может быть значительно ниже.

С другой стороны, для изделий, в состав которых введен краситель на основе сажи, срок эксплуатации может быть значительно выше – в среднем до 20 лет, без значительных изменений свойств материала.

Отдельно стоит остановиться на вопросе выцветания материала. Данных эффект может наблюдаться в большей или меньшей степени, в зависимости от интенсивности УФ – излучения и стойкости применяемых красителей. При этом, стойкость применяемых в последнее время органических красителей, как правило, значительно ниже стойкости красителей на основе тяжелых металлов (например, кадмия). Поэтому далеко не всегда более современные материалы являются более устойчивыми к выцветанию.

Многие десятки лет пленки исправно служат садоводам-огородникам и крупным тепличным хозяйствам.

Материалы покрытий и их свойства

Физико-механические показатели пленки определяются химическим составом и способом получения. Наиболее распространены:

• Полиэтиленовая
• Поливинилхлоридная
• Этиленвинилацетатная

Первая получается экструзией полиэтилена высокого (ПВД) или низкого давления (ПНД), имеет толщину от 30 до 400 мкм, поставляется в рулонах. Типичная ширина – 1500мм, намотка 50–200 м. В соответствии с требованиями ГОСТ 10354-82 прочность на разрыв сельскохозяйственных марок СТ, СИК составляет не менее 14,7 и 12,7 МПа соответственно. Изделия из ПНД превосходят аналоги из ПВД по химической стойкости и на 20–25% по прочности. На рынке представлены продукты, содержащие вторичные полимеры, уменьшающие стоимость, но снижающие механические характеристики.

Эксплуатационные показатели обуславливают специфические компоненты:

• Стабилизаторы (UF-добавки)
• Антифоговый слой
• IR-адсорбенты
• EVA-добавки

Нестабилизированная пленка на 80% прозрачна для ультрафиолетового излучения, что приводит к ожогам растений и сокращает срок ее службы до 6–12 месяцев в результате разложения. Наличие в составе 2%, 3% UF -стабилизаторов увеличивают долговечность до 18 и 24 мес соответственно (3, 4 сезона). Проницаемость для UF лучей снижается вдвое. Ингридиенты придают лимонный или голубой оттенок продукту.

Рис.1. Работа UF-добавок

Антифоговый слой обладает высокой смачиваемостью, способствует равномерному растеканию, предупреждает падение конденсата на культуры, обеспечивает его стекание с потолка по стенкам в дренажную систему. Результат – стабильная светопроницаемость и защита от гнилостных заболеваний, вызванных переувлажнением.

Рис.2. Гидрофильное действие

Малая толщина требует снижения потерь тепла от инфракрасного излучения почвы в ночное время. Задачу решают введением в состав IR-адсорбентов и EVA (этиленвинилацетатных) компонентов.

Вещества не влияют на проницаемость для солнечного света, служат отражению вторичного коротковолнового излучения грунта. В итоге удается поднять температуру в парнике на 3–5°C, по сравнению с обычным ПВД, не допустить заморозков на грунте. Кроме этого EVA повышает эластичность и морозостойкость.

Рис.3. IR-адсорбенты, EVA-добавки

Разработаны пленки марки ФЕ (светокорректирующие), преобразующие ультрафиолетовые лучи в видимый красный свет с длиной волны 615 нм, интенсифицирующий процессы фотосинтеза и развития саженцев в 2 раза.

Неприятная особенность полимеров – электростатический эффект, проявляющийся осаждением пыли на поверхности, ухудшающий прозрачность. Избежать этого явления позволяют антистатические концентраты, например серии «Atmer» от «Croda Polimer», вводимые в количестве 30–50% в композицию.

Прочность полиэтилена увеличивают армированием и многослойной конструкцией. Последней характерна лучшая теплоизоляция благодаря воздушному зазору, но прозрачность ее ниже, чем однослойной, вследствие преломления лучей на границах сред. Трехслойные продукты оптимальны для большепролетных (до 16 м) теплиц, имеют срок службы 3–5 лет.

Рис. 4. Большепролетная теплица с 3-х

Рис. 5. 3-х слойная армированная пленка от слойной пленкой

Армированные изделия состоят из двух слоев светостабилизированного полиэтилена и внутренней сетки из синтетических нитей диаметром 0,3 мм. Материал выдерживает нагрузку до 70 кг/м 2 , однако проницаемость свету падает примерно на 10%.

Поливинилхлоридные покрытия (ПВХ), изготовленные методом каландрирования, наиболее прочные, эластичные. Продукция высшего сорта марки С по ГОСТ 16272-79 выдерживает на разрыв вдоль волокон не менее 22 МПа, что служит залогом долговечности.

Коэффициент пропускания света достигает 88%, соответствует таковому для полиэтилена, но ПВХ меньше мутнеет со временем, чаще применяется однослойным (толщиной 150–200 мкм), поэтому эффективность его выше. Проницаемость для ультрафиолета составляет около 20%, снижена полезная фотосинтетическая радиация с длиной волн 380–400 нм (ультрафиолет А)

Изготовители используют стабилизирующие, антистатические, IR-добавки, определяющие оптимальный набор показателей. Модифицированный ими поливинилхлорид удерживает до 90% инфракрасного излучения внутри сооружения, обеспечивая лучшую тепловую эффективность .

Паропроницаемость (не менее 15 г/м 2 за 24 часа) благоприятно сказывается на дыхании растений в жаркие дни (у полиэтилена 0,5–30 г/м 2). Морозостойкость до -30°C позволяет переносить заморозки без охрупчивания. Ресурс доходит до 7 сезонов, но цена продукции на 50–70% выше, чем ПВД.

Этиленвинилацетатные (севиленовые) пленки представляют сополимер этилена с винилацетатом, по внешнему виду не отличимые от полиэтилена. Превосходят его по прочности на 20–25%, по прозрачности для лучей видимой части спектра – 92% против 88–90% у первого.

Покрытие гидрофильно, предотвращает капель на листья, вызывающую переохлаждение и образование водяных микролинз – причину местных ожогов. Морозостойкость достигает -80°C. Материал жестче ПВХ, меньше удлиняется и провисает под действием снега, дождя, ветра.

Период эксплуатации изделий, например «EVA-19» от «BERETRA OY», достигает 6–7 лет. Стоимость выше, чем у предыдущих.

Плюсы и минусы

Преимущества пленочных теплиц:

• Стоимость меньше в 3–5 раз, чем у стеклянных и поликарбонатных
• Не требуют фундамента
• Простота и высокая скорость монтажа
• Компактность при перевозке

К недостаткам относят:

• Меньшую в 10–30 раз прочность
• Малую жесткость – склонность к удлинению и провисанию под нагрузкой.
• Плохую теплоизоляционную способность. Теплопотери пленки толщиной 0,5 мм в 20 раз больше, чем у листа поликарбоната – 6 мм.
• Нестабильность свойств – помутнение со временем
• Меньшую долговечность – лучшие продукты уступают поликарбонату в 2 раза
• Необходимость разборки на зиму

В обыденной жизни мы часто пользуемся готовыми блоками знаний, полученными ещё в детстве, нередко в школе. Мы практически не анализируем их, априори считая их бесспорными, не требующими ни дополнительных доказательств, ни анализа. И если спросить нас, к примеру, пропускает ли стекло ультрафиолет, большинство уверенно ответит: «Нет, не пропускает, мы это ещё в школе запомнили!».

Но однажды появится наш друг и скажет: «Знаешь, я вчера весь день провёл за рулём, солнце было нещадное, всё предплечье со стороны окна загорело!» И в ответ на скептическую улыбку закатает рукав рубашки, демонстрируя покрасневшую кожу… Так разрушаются стереотипы, и человек вспоминает, что по природе своей он - исследователь.

И всё же - как быть с нашим вопросом? Ведь мы знаем, что именно ультрафиолет является причиной загара кожи у людей. Ответ не так уж однозначен, как поначалу может показаться. И он будет звучать так: «Смотря, какое стекло и какой ультрафиолет!»

Свойства ультрафиолетовых лучей

Ультрафиолетовое излучение имеет длину волн примерно от 10 до 400 нм. Это довольно большой разброс, и, соответственно, лучи в разных частях этого диапазона будут иметь различные свойства. Физики делят весь ультрафиолетовый спектр на три разных типа:

1. Тип С или жёсткое УФ излучение . Характеризуется длиной волны от 100 до 280 нм. Это излучение не зря получило своё название, оно крайне опасно для человека, приводит к раку кожи или быстрому ожогу глаз. К счастью, лучи диапазона практически полностью задерживаются атмосферой Земли. Человек может столкнуться с ними только очень высоко в горах, но и здесь они крайне ослаблены.
2. Тип В или среднее УФ излучение . Длина его волн - от 280 до 315 нм. Ласковыми к человеку эти лучи тоже не назовёшь, они похожи своими свойствами на предыдущий тип, но всё же действуют менее губительно. Как и тип С, они также теряются в атмосфере, но задерживаются ею слабее. Поэтому 20% из них всё же доходят до поверхности планеты. Именно лучи этого типа приводят к появлению на нашей коже загара. Но это излучение не способно проникнуть сквозь обычное стекло.
3. Тип А или мягкое УФ излучение . От 315 до 400 нм. Атмосфера ему нипочём, и оно беспрепятственно проходит до уровня океана, иногда проникая даже сквозь лёгкую одежду. Это излучение отлично преодолевает слой обычного оконного стекла, появляясь в наших квартирах и офисах, приводя к выгоранию обоев, ковров и поверхности мебели. Но «лучи А» никак не могут привести к загару кожи у человека!

Правда, выделяется ещё и экстремальный ультрафиолет с длиной волны ниже 100 нанометров, но он проявляет себя только в условиях, близких к вакууму, и в условиях земной поверхности им можно пренебречь.

А что же ответить своему другу-автомобилисту? Почему загорело его предплечье?

Разные типы стёкол

И здесь мы подходим ко второй части нашего ответа: «Смотря, какое стекло!» Ведь стёкла бывают разные: и по составу, и по толщине. Например, кварцевое пропускает сквозь себя все три типа УФ излучений. Такая же картина наблюдается при использовании оргстекла.
А силикатное, применяемое в оконных рамах, да и в автомобилях, пропускает только «мягкое излучение».

Впрочем, здесь имеется одно важное «НО»! Если стекло очень тонкое или очень прозрачное, качественно отшлифованное (как в случае с автомобилем), оно пропустит и малую долю «излучения В», ответственного за наш загар. Этого не хватит, чтобы загореть, постояв возле окна часик. Но если водитель провёл за рулём много часов, подставляя кожу солнцу, то она загорит даже сквозь закрытые стёкла. Особенно, если кожа нежная, а дело происходит высоко по отношению к уровню моря.

И теперь, услышав вопрос, проходит ли через стекло ультрафиолет, мы сможем ответить весьма неодносложно - проходит, но только в ограниченной части спектра, и только если говорить об обычном оконном стекле.

Дачников, принявших решение использовать поликарбонат для возведения на своём загородном участке парника либо теплицы, для выращивания овощей, интересует вопрос: «Пропускает ли поликарбонат ультрафиолетовые лучи?». Возникновение подобного вопроса небеспочвенно, ведь известен вред, который оказывает ультрафиолет на растения. Чтобы иметь возможность ответить на возникший вопрос, и принять окончательное решение об использовании полимера, потребуется обладать информацией о положительных и отрицательных сторонах материала.

Преимущества материала

Несмотря на то пропускает ли поликарбонат ультрафиолетовые лучи или нет, он обладает огромнейшим количеством несомненных достоинств. В их число вошли такие свойства материала:

1. Невысокая цена на материал. Поликарбонат не требует постоянных и больших финансовых вложений по уходу за собой во время его эксплуатации.
2. Структура термопласта такова, что даже смонтированный материал, можно без труда разобрать для хранения или повторно смонтировать.
3. Эстетические качества, которые присутствуют благодаря производству полимера в широкой цветовой палитре.
4. Высокий показатель прочности. Термопласт способен выдержать высокую механическую нагрузку (ударную либо под давлением высокой массы чего-либо).
5. Возможность производить с полимером самостоятельные монтажные работы. Материал хорошо поддаётся механической обработке (сверлению, резанию), поэтому в работе с ним не потребуется затраты сверх усилий или обладания особыми навыками.
6. Быстрота осуществления монтажных работ с материалом.
7. Превосходная гибкость панелей термопласта, позволяющая использовать их даже в сложных конструкциях.
8. Небольшой вес. Поликарбонат легче стекла примерно в пятнадцать раз, а это даёт возможность во время использования материала для парников либо теплиц, не устанавливать для строения фундамент.
9. Прозрачность цветных листов материала достигает отметки в пятьдесят процентов, а для прозрачных плит этот показатель достигает восьмидесяти пяти процентов. Длительность эксплуатации не влияет на понижение коэффициента проницаемости световых лучей.
10. Хорошее рассеивание света присутствует из-за наличия на поверхности панелей защитной плёнки, которая способствует рассеиванию солнечных лучей и защите от проникновения во внутреннюю часть помещения исходящего из солнца ультрафиолета от соприкосновения с поликарбонатом. Это свойство позволяет распределять равномерно лучи Солнца между растениями, если полимер использован в теплицах либо парниках.
11. Теплопроводность. Это свойство меняется в зависимости от толщины плит. Чем толще панель, тем меньше показатель теплопроводности и наоборот.
12. Пожаробезопасность. Материал быстро не воспламеняется и обладает свойством самозатухания. Полимер начинает плавиться лишь под воздействием температуры в 570 градусов по Цельсию, при этом не выделяет в воздушную среду газов, содержащих яд для живых организмов.
13. Если материал всё же подвергся значительным воздействиям и получил механические повреждения, то он не рассыплется на мелкие частицы, словно стекло и его края не будут столь острыми, чтобы обладать способностью, нанести порез человеческому телу от неосторожного соприкосновения.

Недостатки

Поликарбонат с УФ-защитой и без неё, кроме достоинств, обладает и небольшим количеством недостатков. К их числу следует причислить следующие свойства материала:

• понижение способностей с пропускания света - это возможно, в случае если ячейки краёв панелей оклеены обычным скотчем или не оклеены вовсе, либо были помыты растворами, содержащими в своём составе растворители, хлор, абразивные частицы;
• деформация материала может иметь место, если профиль и листы изготовлены разными производителями и неплотно пристают друг к другу либо не было взято во внимание линейное расширение плит;
• прогибается под тяжестью снега или от сильного воздействия порывов ветра - это возможно, если используемый материал низкого качества или его толщина не соответствует климатическим условиям заданного региона, либо монтажные работы выполнены с ошибками.

Особенности поликарбоната с ультрафиолетовой защитой и без неё

Зная ответ на вопрос: «Пропускает ли поликарбонат ультрафиолетовые лучи?» можно принять окончательное решение, о том, использовать ли термопластовые панели в строительстве теплицы.

Полезно знать: Ведь известно, что ультрафиолет, проникший внутрь парника и находящийся в диапазоне от 390 нанометров, способен нанести вред растениям.

Поликарбонат способен не пропустить ультрафиолет в том случае, если его внешняя поверхность покрыта особой плёнкой, имеющей толщину 20-70 мкм. Без защитной плёнки ультрафиолет будет проникать сквозь полимерные плиты. Материал с защитной плёнкой не желтеет и способен использоваться, не пропуская ультрафиолет, на протяжении десяти лет.

Видео про защиту поликарбоната от ультрафиолета