Qu'est-ce que le phénomène de farinage pour les tuyaux et profilés UPVC ?

Effets de la dégradation UV ou farinage :

1. Déchlorhydratation et réduction du poids moléculaire du PVC accompagnées d'une décoloration jaune-marron.
2. Baisse progressive de la résistance à la traction, du module d'élasticité et de la résistance aux chocs, et baisse de l'allongement à la rupture. L'importance de la scission des chaînes durant la photo-oxydation est supérieure à la densité du treillis. La baisse des propriétés mécaniques est donc majeure du fait de l'altération.
3. Les effets visibles tels que décoloration, noircissement, fissuration, baisse de brillance, adhésivité, opacification, farinage, rétrécissement, fendillement surviennent après quelques semaines d'exposition des produits PVC non stabilisés aux UV.
4. En cas d'altération, les composés blancs jaunissent avant de se décolorer tandis que les composés colorés blanchissent.
 

Qu'est-ce que le farinage ? 

On pense que la dégradation UV débute en surface et pénètre ensuite dans la masse. Avec la dégradation de la couche externe du PVC, un nombre croissant de particules de pigments tels que le TiO2 et autres ingrédients inorganiques tels que le CaCO3 sont dégagés et créent un dépôt blanc poudreux. Le tuyau commence à blanchir. Ce phénomène est nommé farinage.
La poudre blanche est lavée par la pluie ou les pulvérisations d'eau comme dans les tours de refroidissement, et elle expose la couche suivante à la détérioration, ce qui aboutit à une perte de résistance. Même si un farinage léger peut être toléré et même parfois le bienvenu sur un produit PVC blanc, ses effets sur le PVC brillants sont négatifs.
Une nuance rutile est conseillée, sa structure étant plus compacte et moins sujette au farinage. Le farinage est absolument inacceptable avec les matériaux de couleur sombre.
 

Spectre visible :

• Outre l'endommagement provoqué par le rayonnement UV entre 290–400 nm, la lumière visible entre 400–500 nm produit également des effets.
• La lumière visible de cette longueur d'onde endommage également les structures plus fragiles comme les suivantes :

1. Liaisons doubles
2. Liaisons doubles conjuguées
3. Structure ramifiée

• En cas d'altération, les composés blancs jaunissent avant de se décolorer tandis que les composés colorés blanchissent.

Jaunissement anormal du TiO2 en farinage :

Tous les produits PVC rutiles stabilisés TiO2 ont tendance à jaunir au rythme de leur concentration en TiO2. Avec un jaunissement initial supérieur dû à un taux majeur de TiO2, il est fréquent que l'effet de blancheur perçu soit renforcé par le farinage.
Si, au lieu de dYI, nous traçons la courbe de YI par rapport à celle de la concentration de TiO2, nous pouvons constater une légère baisse du jaunissement à des taux supérieurs de TiO2.
Le TiO2 présente également une rétention de brillance maximale à env. 10 phr. La rétention de brillance est plus sensible aux petites différences d'altération que le farinage ou le changement de couleur. Si la rétention de brillance est moins critique, le niveau de TiO2 l'est également.

Décoloration initiale et à long terme due au farinage :

Les premières décolorations sont constatées après 200 h d'exposition. Si l'exposition se poursuit, l'érosion mécanique des couches les plus photo-oxydées régénèrent la surface.
Si l'érosion est suffisamment efficace, le profilé peut ne jamais subir de décoloration. Les propriétés mécaniques des composés stabilisés au plomb sont supérieures à ceux à base de tin mercaptide. Il est évident que la perte des propriétés mécaniques n'est pas seulement liée à la photo-oxydation totale, mais également à la vitesse à laquelle cette dernière se produit.
 

Changement d'opacité entraîné par le farinage :

Le TiO2 dans la matrice PVC possède un indice de réfraction de 1,83, tandis que celui du TiO2 dans l'air est de 2,71. Avec l'oxydation de la surface, un taux majeur de TiO2 rutile est maintenant exposé à l'air, et non intégralement incorporé à la matrice de PVC. La particule TiO2 présente maintenant une interface avec l'air et les passages correspondants R.I. d'1,83 pour rutile/système PVC à 2,71 pour rutile/système air.
Cette hausse d'efficacité considérable accentue l'opacité réelle du TiO2 et la brillance de la partie exposée.

Crédits : Yashodhan Kanade