Як підлога для човнів з пеноматеріалу ЕВА протистоїть корозії від морської води?

Розуміння морських викликів для палубних покриттів

Що таке палубне покриття з ЕВА піни та чому воно використовується в морських умовах?

Підлога для човнів з пінополіетилену (EVA), що є скороченням від етилен-вінілацетату, — це по суті різновид замкненого полімеру, спеціально створений для експлуатації в складних морських умовах. Цей матеріал практично не вбирає воду — всього близько піввідсотка за технічними характеристиками — і також стійкий до впливу солоної води. Це допомагає запобігти таким проблемам, як гниття дерева, розпухання дощок і небезпечні електролітичні реакції, що іноді виникають у металевих деталях. Будівельники човнів навіть тестували цей матеріал за стандартом ASTM D3575 на плавучість, тож ці твердження підтверджені реальними даними. Для тих, хто проводить час на човнах, це важливо, адже палуби постійно зволожуються, а потім висихають день за днем. І ось ще один важливий момент: навіть у насиченому стані EVA зберігає приблизно 94% свого первісного рівня зчеплення. Це означає, що моряки менше ковзаються у порівнянні з іншими типами підлогових покриттів.

Поширені екологічні стресові фактори: солона вода, УФ-випромінювання та вологість

Підлога на човні повинна витримувати три основні екологічні загрози:

• Солоній воді : Сприяє окисленню металів і руйнуванню органічних матеріалів, таких як дерево, через йонний обмін
• Ультрафіолетове випромінювання : Призводить до того, що до 80% традиційних полімерів втрачають міцність на розтягнення протягом 12 місяців (Marine Materials Journal, 2022)
• Висока вологість : Сприяє росту цвілевих грибків на пористих поверхнях

Піна ЕВА стійка до всіх трьох факторів завдяки стабілізованому від УФ-випромінювання складу та непористій структурі, запобігає структурним пошкодженням і зменшує потребу в обслуговуванні. На відміну від цього, традиційне палубне покриття з тикового дерева вимагає втричі більше догляду в умовах солоної води.

Хімічна та структурна основа стійкості піни ЕВА до солоної води

Хімічний склад піни ЕВА та її інертність до солевих іонів

Піна ЕВА зазвичай містить від 10 до 40 відсотків вінілацетату, утворюючи молекулярну структуру, яка не взаємодіє з іонами натрію хлориду, що містяться в морській воді. Через цю хімічну інертність матеріал ЕВА залишається стабільним там, де інші матеріали починають руйнуватися. Ми не спостерігаємо проблем гальванічної корозії, як ті неприємні явища, що турбують металеві компоненти, а також не маємо поступового руйнування, характерного для багатьох органічних речовин при контакті з морською водою. Коли дослідники тестували ЕВА в лабораторних умовах, виявилося, що після тримісячного перебування в морській воді матеріал зберіг майже всю свою первинну масу — близько 98%. Порівняйте це з гумовими композитами, які зберігають лише близько двох третин своєї ваги в аналогічних умовах. Це робить ЕВА справжнім лідером за експлуатаційними характеристиками в морських умовах, де найважливішою є довговічність.

Як замкнена коміркова структура запобігає вбиранню води та утворенню електроліту

Завдяки наявності 85–95% герметичних повітряних пор, закрита структура пінополіетилену (EVA) запобігає проникненню солоної води. Тоді як морська фанера вбирає до 17% ваги морської води (Nautical Materials Journal, 2022), EVA обмежує вбирання менше ніж 0,5% за рахунок трьох механізмів:

1. Гідрофобні полімерні ланцюги відштовхують рідку воду
2. Стінки комірок пригнічують капілярну дію
3. Ізольовані пори перешкоджають міграції електролітів

Усуваючи шляхи проникнення вологи, EVA запобігає утворенню корозійних електролітів, необхідних для електрохімічного руйнування.

Роль зшивання у підвищенні довговічності пінополіетилену (EVA) в морських умовах

Коли виробники створюють поперечні зв'язки під час виробництва, утворюються тривимірні молекулярні мережі, які значно підвищують довговічність матеріалу. Щільність також істотно зростає — від приблизно 0,15 грамів на кубічний сантиметр до близько 0,35 грамів на кубічний сантиметр. Це означає загалом кращий опір. Випробування показали, що матеріали зберігають приблизно на 40% більше міцності на розтяг навіть після впливу ультрафіолетового випромінювання та морської води. Крім того, значно зменшується виділення пластифікаторів у навколишнє середовище. Усе це означає, що EVA-підлога може витримувати набагато більші навантаження. У умовах, що моделюють морські припливи, версії з поперечними зв'язками витримують майже втричі більше циклів стиснення, ніж звичайні непов’язані піни, перш ніж з'являються ознаки зносу.

Порівняння з традиційними матеріалами для морських підлог, схильними до корозії від морської води

На відміну від алюмінію чи скловолокна, які потребують захисних покриттів або катодних систем, піна ЕВА має природну стійкість до корозії завдяки своєму синтетичному, хімічно інертному складу.

Доведена довговічність піни ЕВА у тривалих морських умовах

Дослідження тривалого занурення на стійкість піни ЕВА до солоної води та вологи

Незалежні дослідження показали, що піна ЕВА зберігає структурну цілісність після понад 500 годин безперервного перебування у солоній воді, вбираючи менше ніж 1% води — значно менше, ніж гума (8,3%) та композити ПВХ (5,1%). Ця непроникність пояснюється замкненою комірковою структурою, яка блокує шляхи проникнення електролітів, що прискорюють корозію в інших матеріалах.

Експлуатаційні дані: збереження міцності на розтяг після 6 місяців у морській воді

Коли тестували в умовах, що імітують відкрите море, піна ЕВА зберігає близько 92% своєї початкової міцності на розтягнення, навіть після півроку перебування у морській воді. Морозійний тик, однак, має іншу історію — він втрачає близько 34% своєї міцності під час такого самого тесту, оскільки сіль з часом накопичується всередині деревини. Лабораторні випробування підтверджують те, що багато моряків уже давно знають на власному досвіді: ЕВА набагато краще протистоїть пошкодженню від солоної води, ніж традиційні породи дерева. Дослідники використовували як стандартні механічні випробування на стійкість, так і передові спектроскопічні методи для підтвердження цих результатів, забезпечивши виробників конкретними доказами для прийняття рішень щодо вибору матеріалів.

Дослідження випадку: комерційні рибальські судна, які використовують палубне покриття з піни ЕВА понад 3 роки

Коли 32 комерційних рибальських човни перейшли зі скловолокна на палубне покриття з пінополіетилену (EVA), вони помітили дещо дивовижне. Незважаючи на щоденні промивання солоною водою, які зазвичай руйнують матеріали, протягом часу не було жодного деформування чи відшарування. Команди технічного обслуговування також були задоволені, оскільки кількість ремонтів палуб знизилася майже на 80%. Цікаво, що поверхня залишалася протикутною протягом тисяч годин у морі, і значення коефіцієнта тертя залишалося на рівні приблизно 0,68 навіть після 11 000 годин роботи. І не варто забувати про неприємні проблеми з цвіллю в підпалубному просторі. Завдяки закритій структурі комірок мікроорганізми більше не могли розвиватися там, де пробкове покриття раніше постійно гнило. Рибалки, які вже перейшли на EVA, зараз запевняють у всіх перевагах цього матеріалу.

Додаткові захисні властивості: стійкість до УФ-випромінювання та стійкість до цвілі

Як УФ-стабілізатори запобігають деградації під впливом сонячного світла

Піна ЕВА має вбудовані спеціальні УФ-стабілізатори, які буквально поглинають і розсіюють шкідливі ультрафіолетові промені, перш ніж вони зможуть пошкодити полімерні зв'язки. Ця речовина працює настільки добре, що відбиває близько 97% руйнівних УФ-променів типу B/C. Після понад 2500 годин жорсткого лабораторного тестування (щось на кшталт шести років поспіль під прямим сонцем на узбережжі) матеріал зберігає близько 93% своєї первісної міцності на розтяг. Звичайні старі пластмаси з часом біліють, кришаться або стають твердими й тріскаються під дією сонячного світла. А ось стабілізована УФ-випромінюванням ЕВА зберігає насиченість кольорів і залишається гнучкою навіть після тривалого впливу сонячних променів.

Природний опір плісняві та цвілі завдяки непроникній поверхні

Морська піна з ЕВА вбирає менше ніж 0,5% вологи навіть при тривалому зануренні, створюючи несприятливі умови для росту цвілевих грибків та плісняви. Незалежні випробування за стандартом ISO 846 у камері з грибками демонструють пригнічення мікробного зростання на 99,9%. Польові спостереження з тропічних марин повідомляють про відсутність утворення біоплівки на палубах з ЕВА після 18 місяців безперервного використання.

Синергія між стійкістю до корозії морською водою та загальною стійкістю до впливу навколишнього середовища

Коли ми розглядаємо, як піна ЕВА тримається з часом, саме поєднання стійкості до солоної води, захисту від УФ-випромінювання та запобігання утворенню плісняви має вирішальне значення. Поверхня, що стійка до ультрафіолету, запобігає утворенню мікротріщин, через які солона вода може проникнути до внутрішніх шарів. І оскільки ЕВА не має пор, вона не накопичує кислотних речовин, що утворюються на інших матеріалах. Випробування на реальних човнах також показали досить вражаючі результати. Приблизно після п’яти років перебування під впливом зовнішніх факторів підлога для човнів із ЕВА все ще зберігає близько 90% своєї здатності поглинати удари. Це набагато краще, ніж звичайний морський вініл, який набагато швидше руйнується в тих самих умовах.