Hourly and monthly variations in surface temperature of opaque PVC during exposure under clear skies

Abstract

To characterize weather as it affects plastics, measurements of surface temperature of opaque PVC panels subjected to outdoor exposure at five orientations in Ottawa, Canada, have been taken hourly for a year. Readings taken during Clear Hour periods, both day and night, have been selected, and for each panel the corresponding average daily surface temperature-time curve for each month was determined. These curves should be generally applicable to other common opaque plastics in service. They provide better appreciation of the temperature conditions to which plastics may be subjected, permit attainment of more realistic laboratory simulation of weathering, and provide input for equations predicting the behaviour of plastics on exterior exposure.

Résumé

Malgré les nombreuses études qui traitent de l'effet des intempéries sur les plastiques, il existe peu de travaux qui caractérisent les intempéries à cet égard. Les éléments météorologiques agissent sur les plastiques exposés et produisent un micro-environnement qui détermine la façon dont les intempéries dégradent les plastiques. Afin de caractériser ce micro-environnement, on a mesuré à chaque heure, durant un an, la température superficielle de panneaux de PCV opaque exposés aux intempéries suivant cinq orientations à Ottawa, Canada. On a choisi des données enregistrées par temps clair, jour et nuit, et on a déterminé, pour chaque panneau, la courbe temps-température superficielle quotidienne moyenne correspondante.

Les résultats indiquent que la température superficielle de chaque panneau est fonction de l'intensité du rayonnement solaire et terrestre incident, de la couleur et de l'enduit des panneaux, de la vitesse du vent et de la température de l'air ambiant. Les températures superficielles extrêmes varient d'un maximum de 47°C dans le cas d'un panneau noir B(B) enduit en position sud verticale (S/V) et de 58°C pour des panneaux B (B) en d'autrès positions, en juillet dans les deux cas, à un minimum de −22°C en février pour tous les panneaux. Les valeurs extrêmes de l'écart quotidien varient de 55°C pour le panneau B(B) en position S/V en décembre et de 47°C pour les panneaux B(B) suivant d'autres orientations en juin ou juillet, à une température de 8°C pour le panneau blanc sans enduit en position sud verticale en décembre. Le nombre d'heures de temps clair, exprimé sous forme de pourcentage du maximum possible pour chaque mois, varie de 11% en novembre à 44% en mai.

Les courbes temps-température superficielle devraient s'appliquer généralement à d'autres plastiques opaques d'usage courant dans les régions où les conditions météorologiques ressemblent à celles d'Ottawa. Elles devraient permettre de mieux évaluer les conditions atmosphériques pouvant agir sur les plastiques et de mieux simuler le phénomène de l'altération en laboratoire, et fournir des données pour le calcul du comportement des plastiques exposés aux intempéries.