درجههای IP، که به عنوان درجههای حفاظت در برابر نفوذ (Ingress Protection) نیز شناخته میشوند، اساساً نشان میدهند که چیزی تا چه حد در برابر ورود گردوغبار و آب محافظت شده است. هنگام انتخاب نوارهای سیلیکونی LED برای استفاده در فضای باز، این اعداد بسیار مهم هستند، زیرا میزان مقاومت واقعی محصول در برابر شرایط آب و هوایی سخت را مشخص میکنند. بیاید توضیح دهیم: عدد اول از ۰ تا ۶ متغیر است و درباره حفاظت در برابر گردوغبار اطلاعات میدهد. درجه ۶ به معنای کاملاً جلوگیری از ورود هرگونه گردوغبار است. عدد دوم از ۰ تا ۹K متغیر است و به مقاومت در برابر آب مربوط میشود. IP65 به معنای توانایی در تحمل باران سبک یا پاشش آب از هر زاویهای است. محصولات با درجه IP67 حتی اگر بهطور موقت تا عمق تقریبی یک متر و به مدت نیم ساعت در آب فرو برود، همچنان محافظت شده باقی میمانند. و در نهایت IP68، که کار را بیشتر پیش میبرد، اجازه عملکرد مداوم زیر آب را میدهد که بر اساس مشخصات تولیدکننده تعیین میشود و معمولاً عمق بیش از یک متر است. درک این تفاوتها به خریداران کمک میکند تا نوار LED مناسب را برای نیازهای خاص نصب خود انتخاب کنند، چه در امتداد مسیر باغ باشد و چه روی نمای ساختمان نصب شده باشد و در معرض انواع شرایط آب و هوایی قرار داشته باشد.
انکپسولهکردن با سیلیکون به دلیل ساختار مولکولی و فرآیند پردازش آن، حفاظتی در سطح IP68 فراهم میکند. هنگام استفاده، این ماده یک پوشش صاف و انعطافپذیر ایجاد میکند که به خوبی به قطعات الایدی میچسبد. حتی در صورت حرکت یا تغییرات دما، درزبندی حفظ میماند. این ماده به طور طبیعی به دلیل خاصیت ضدآب بودن، آب را دفع میکند. علاوه بر این، دارای حافظه است و میتواند تحت فشار فشرده شود و دوباره به حالت اولیه بازگردد بدون اینکه از هم پاشیده شود. در مقابل، پوستههای سخت معمولی تمایل دارند که با گذشت زمان ترک بخورند، اما سیلیکون تغییرات انبساط و انقباض ناشی از گرما را بسیار بهتر تحمل میکند. این بدین معناست که شکافهای ریزی که رطوبت بتواند از آنها نفوذ کند، ایجاد نمیشود. تحقیقات نشان میدهد که این پوششهای سیلیکونی تقریباً تمام ذرات گرد و غبار (حدود 99.9 درصد) را مسدود میکنند و حتی پس از مدتها زیر آب بودن نیز تجهیزات را خشک نگه میدارند. این ویژگیها باعث میشوند که این مواد ایدهآل برای کسب بالاترین رتبههای IP مورد نیاز در چراغهایی باشند که در فضای باز و در شرایط آب و هوایی نامشخص استفاده میشوند.
در عمل، شکاف قابل توجهی بین نوارهای سیلیکونی LED با رتبه IP و آنهایی که فاقد حفاظت هستند، دیده میشود. به عنوان مثال در مناطق ساحلی. پس از حدود یک سال در شرایط پاشش نمک، نوارهای با رتبه IP68 هنوز حدود ۹۸ درصد ظرفیت خود را حفظ میکنند. اما نوارهای بدون رتبه IP معمولاً پس از تنها سه ماه به دلیل خوردگی ناشی از آب نمک کاملاً از کار میافتد. همین وضعیت در کارخانهها نیز دیده میشود. نوارهای با رتبه IP67 در برابر تجمع گردوغبار مقاومت نشان میدهند، در حالی که نوارهای معمولی معمولاً پس از حدود شش ماه، زمانی که مسدود میشوند، دچار خرابی میشوند. با توجه به استانداردهای IEC در مورد رتبههای IP، آزمایشها نشان میدهند که این نوارهای LED با پوشش سیلیکونی در شرایط سخت، تقریباً چهار برابر عمر بیشتری نسبت به معادل بدون حفاظت خود دارند. این همان توضحی است که چرا بسیاری از متخصصان بر وجود رتبه IP تاکید دارند، زمانی که به دنبال راهحلی هستند که بتواند بهطور قابل اعتمادی در بلندمدت دوام داشته باشد.
سیستمهای محافظ نوار LED سیلیکونی دوام بیهمتا در مواجهه با عوامل استرس زیستمحیطی شدید ارائه میدهند و در حالتی که سایر مواد عملکردشان مختل میشود، یکپارچگی ساختاری و اپتیکی خود را حفظ میکنند.
لولههای سیلیکونی حتی در شرایطی که دما به شدت بین ۶۰- درجه سلسیوس تا بیش از ۲۰۰ درجه سلسیوس نوسان میکند، همچنان انعطافپذیر باقی میمانند. در این شرایط، لاستیک و پیویسی عملکرد مناسبی ندارند و در دمای سرد ترد میشوند یا در مواجهه با گرما تغییر شکل میدهند. مقاومت سیلیکون در برابر این دماهای شدید به این معناست که پس از چرخههای مکرر یخزدن و ذوب شدن، ترک نمیخورد و بهطور قابل اعتمادی در هر شرایطی، چه سرد و چه داغ، عمل میکند. برای شرکتهایی که با نصبهای LED در فضای باز در سراسر جهان سروکار دارند، این نوع دوام بسیار مهم است، زیرا بسیاری از مناطق سالانه نوسان دمای بیش از ۱۰۰ درجه را تجربه میکنند. سیلیکون بهطور مداوم عمل میکند و با وجود تمام این تغییرات دما، در طول زمان تجزیه یا خرابی نمیشود.
چگونگی قرارگیری مولکولهای سیلیکون، باعث میشود که این ماده بهطور طبیعی در برابر آسیبهای ناشی از تابش ماوراء بنفش مقاومت کند؛ بدین معنا که برخلاف پوششهای پیویسی و اپوکسی، با گذشت زمان زرد نمیشود یا شکننده نمیگردد. آزمایشهای آزمایشگاهی که فرآیند پیری را تسریع کردهاند، نشان دادهاند که سیلیکون با کیفیت بالا حدود ۹۸ درصد از پرتوهای مضر ماوراء بنفش نوع B (UVB) را به مدت تقریباً ۱۰٬۰۰۰ ساعت متوقف میکند. این مقدار تقریباً سه برابر بهتر از مقاومت پوششهای لاستیکی معمولی است. چیزی که اهمیت این موضوع را مشخص میکند، حفظ شفافیت ظاهری و انتقال مناسب نور است. برای هر کسی که نوارهای الایدی را در فضای باز نصب کرده باشد، این عامل بسیار مهم است؛ زیرا چراغها حتی پس از سالها قرار گرفتن در معرض نور خورشید، به همان اندازه روشن باقی میمانند و رنگها نیز محو نمیشوند.
ساختار پلیمری شبکهای سیلیکون آن را در برابر عواملی که معمولاً باعث تخریب سایر مواد در طول زمان میشوند، بسیار مقاوم میکند. منظور همان چیزهایی است که اکسیداسیون، قرار گرفتن در معرض ازن و ترکهای آزاردهندهای که زمانی ظاهر میشوند که مواد تحت تنش محیطی قرار میگیرند. به عنوان مثال، پیویسی (PVC) تمایل دارد پس از مدتی کاملاً شکننده شود. اپوکسی هم خیلی بهتر نیست و با قرار گرفتن مکرر در معرض تغییرات دما، ترکهای ریزی تشکیل میدهد. اما سیلیکون؟ این ماده حتی پس از ۱۵ تا ۲۰ سال قرار گرفتن در فضای باز، همچنان محکم و انعطافپذیر باقی میماند. میخواهید اثباتی داشته باشید؟ آن را صدها بار به جلو و عقب در زاویه ۱۸۰ درجه خم کنید؛ درزگیر ضد آب همچنان سالم باقی میماند. این سطح از دوام به این معناست که تجهیزات ساخته شده با سیلیکون بین تعمیرات فاصله بیشتری دارند و در بلندمدت هزینههای نگهداری را کاهش میدهند.
لولههای سیلیکونی به عنوان یک سپر انعطافپذیر برای نوارهای LED عمل میکنند و آنها را در برابر آسیبهای ناشی از آب، تجمع کثیف و مواد خورنده مخربی که همه از آنها متنفریم، محافظت میکنند. این ماده به طور طبیعی به دلیل خاصیت دافنه آب، آب را دفع میکند و بدون توجه به تغییرات دما، همواره به سطوح چسبیده باقی میماند. ما شاهد عملکرد شگفتانگیز آن در مکانهای نزدیک به اقیانوس بودهایم که هوای شور به تدریج به همه جا نفوذ میکند. روکشهای پلاستیکی معمولی هرگز در برابر چنین شرایطی دوام نمیآورند. چیزی که سیلیکون را بسیار عالی میکند، توانایی آن در ایجاد لایه محافظتی پیوسته دور اطراف LEDهاست، که از تشکیل زنگ و اتصال کوتاهی ناشی از نفوذ مواد خارجی جلوگیری میکند. بیشتر برقکاران میگویند این یکی از بهترین راهها برای افزایش عمر تجهیزات روشنایی در فضای باز است.
آزمونهای انجام شده توسط طرفهای ثالث نشان میدهد که نوارهای سیلیکونی LED چگونه در حالت حدی عمل میکنند. هنگامی که تحت آزمون شتابدار مه نمکی مطابق استاندارد ASTM B117 قرار گرفتند، نوارهای محافظت شده با سیلیکون پس از 1000 ساعت در محفظه آزمون هیچ نشانهای از خوردگی یا کاهش عملکرد الکتریکی را نشان ندادند. این نوع دوام به معنای چندین سال کاربری واقعی در مناطق ساحلی است که هوای نمک میتواند الکترونیکها را مختل کند. آزمونهای واقعی که در مناطق صنعتی مختلف انجام شدهاند نیز این موضوع را تأیید میکنند و نشان میدهند که چراغها روشنایی و مقاومت در برابر آب خود را حتی در معرض مواد شیمیایی سخت و ذرات فراوان گردوغبار را حفظ میکنند. تمام این یافتهها دلیلی برای انتخاب سیلیکون به عنوان گزینه برتر در نصبهای مهمی مانند کشتیهای دریایی یا کارخانههایی است که روشنایی باید بدون وقفه و قابل اعتماد روز بعد از روز کار کند.
سیلیکون حتی زمانی که دما از بسیار سرد (-40 درجه سانتیگراد) تا 200 درجه سانتیگراد بالا رود، همچنان انعطافپذیر باقی میماند. این بدین معناست که آن به خوبی روی سطوح منحنی عمل میکند و میتواند بدون از بین رفتن در طول زمان در برابر لرزشها مقاومت کند. این ماده به خوبی با محیطهایی سازگار میشود که در طول روز بارها گرم و سپس سرد میشوند. روکشهای اپوکسی داستانی متفاوت دارند. این مواد تمایل دارند در اثر قرار گرفتن طولانیمدت در معرض نور خورشید شکننده شوند و تحت سایش و فرسایش معمولی از هم پاشیده شوند. پس از چندین بار انبساط و انقباض، ترکها به سرعت ظاهر میشوند. سپس به PVC میرسیم. هرچند در نگاه اول نرم و انعطافپذیر به نظر میرسد، اما بیشتر نصبهای بیرونی بین یک تا یک و نیم سال بعد نشانههای تخریب را نشان میدهند. این ماده نرمی خود را از دست میدهد و شروع به از هم پاشیدن میکند، بهویژه در مناطقی که حرکت یا تنظیم مداوم وجود دارد.
هنگامی که مواد مختلف را آزمایش کردیم، برخی مشکلات نسبتاً آشکار به چشم میخورد. پلیوینیل کلراید (PVC) در معرض نور خورشید به سرعت تجزیه میشود و طی حدود ۱۲ تا ۱۸ ماه زرد شده و بسیار شکننده میگردد. این ماده همچنین بسیار ضعیفتر میشود، بهطوری که مقاومت در برابر پارگی حدود ۶۰٪ نسبت به سیلیکون کاهش مییابد. اپوکسی نیز چندان بهتر نیست. تنها پس از ۲۰ تا ۳۰ چرخه انجماد-ذوب، ترکهای ریزی در آن ایجاد میشود که با گذشت زمان بدتر میشوند. این ترکها باعث نفوذ رطوبت شده و در نهایت درزگیری را کاملاً از بین میبرند. بررسی نتایج آزمایشگاهی دلیل این اتفاق را روشن میکند. اپوکسی بیش از حد سفت میشود که در واقع باعث ضعیف شدن درزگیری میگردد، در حالی که ساختار پلیمری PVC تحت تابش مداوم نور ماوراء بنفش به معنای واقعی کلمه از هم میپاشد. با این حال، سیلیکون به عنوان گزینه برتر برجسته میشود. حتی پس از تحمل بیش از ۲۰۰ تغییر دمایی و دریافت مداوم تابش ماوراء بنفش، همچنان بیش از ۹۰٪ انعطافپذیری اولیه خود را حفظ کرده و شفافیت بلورین خود را نیز نگه میدارد. این موضوع از دیدگاه مولکولی منطقی است و توضیح میدهد که چرا سیلیکون در شرایط واقعی بسیار طولانیتر دوام میآورد.
نوارهای سیلیکونی LED در ابتدا حدود 25 تا 40 درصد بیشتر از گزینههای PVC یا اپوکسی هزینه دارند، اما بسیار طولانیتر دوام میآورند که در نتیجه در طول زمان پول صرفهجویی میشود. بر اساس گزارشهای صنعتی، این چراغهای محافظتشده با سیلیکون قادرند حدود پنج تا هفت سال در شرایط سخت عملکرد داشته باشند قبل از اینکه نیاز به تعویض داشته باشند. این موضوع در مقایسه با نسخههای PVC که معمولاً تنها یک تا سه سال دوام میآورند و انواع پوششدار اپوکسی که حداکثر دو تا چهار سال عمر میکنند، تفاوت چشمگیری دارد. وقتی به مدت ده سال نگاه میکنیم، مشخص میشود که کسبوکارها با استفاده از نوارهای سیلیکونی حدود 60 درصد کمتر در مورد تعویض و تعمیرات هزینه میکنند. فایده دیگری که باید ذکر شود، عملکرد بهتر سیلیکون در حفظ کارایی LEDهاست. در محیطهای مرطوب که سایر مواد در آنها با مشکل مواجه میشوند، سیلیکون حدود 15 تا 20 درصد روشنایی بهتری نسبت به نوارهای پوششدار اپوکسی حفظ میکند. این بدین معناست که چراغها بدون چشمکزدن یا کمرنگ شدن، همچنان پرنور باقی میمانند؛ موضوعی که برای فضاهای تجاری که دید مناسب در آنها ضروری است، اهمیت زیادی دارد.
EN