Polypropylene (PP) is widely used in outdoor consumer products because it enableslightweight and cost-effective designs. For IKEA, a global household-furniture design and manufacturing company, understanding how polypropylene components degrade under outdoor service conditions is an important step toward improving product lifetime, mechanical reliability, customer satisfaction, and material sustainability. This study is therefore motivated by the need to understand how surface-limited ultraviolet (UV) degradation can develop into component-scale mechanical weakening in outdoor plastic products. Outdoor polypropylene components are exposed to ultraviolet radiation, oxygen, andmechanical loading during service. Although pure polypropylene has limited absorption in much of the terrestrial UV range, commercial PP can contain chromophoric impurities, such as process-related oxidation products and catalyst remnants, that initiate photo-oxidation. Because effective UV degradation is strongest near the exposed surface, degradation of thick components cannot always be explained by UV exposure alone. This study investigates the hypothesis that mechanical deformation and UV-induced photo-oxidation act synergistically: UV exposure weakens the surface layer, while mechanical work opens cracks and craze regions that increase access for oxygen and UV radiation and promote deeper damage propagation. Accelerated UV exposure was applied to polypropylene specimens with and withoutimposed bending deformation. Dogbone-shaped specimens were used for three-point bending, optical microscopy, small-angle X-ray scattering (SAXS), and differential scanning calorimetry (DSC) sampling, while plate specimens were included for complementary punch testing. The experimental program included unexposed reference specimens, UV-only groups with increasing exposure times, a simultaneous UV-plus-straining group, a UV-exposed group strained only after aging, and a strain-only control group. An approximate UV-energy comparison estimated that the chamber exposure delivered an average UV irradiance approximately 5.60 times that of the estimated outdoor UV exposure in Malmö during the selected comparison period. Another approach which implements a nonlinear energy effect as well as taking the temperature difference into account, suggests that the acceleration factor is 11.5. Mechanical performance was evaluated mainly from three-point bending force–deflection curves, including maximum force, stiffness-related response, apparent flexural properties, deformation work, and failure behavior. Optical microscopy was used to observe surface cracking and crack morphology. SAXS was used to evaluate lamellar-structure parameters, SAXS-based local crystallinity, and orientation, while DSC was used as a complementary thermal method for crystallinity-related interpretation. The results show that polypropylene retained a relatively ductile bending response upto 400 h of UV exposure, followed by a sharp transition between 400 h and 600 h toward more brittle behavior. The strongest degradation occurred when UV exposure and repeated straining were applied simultaneously. Compared with the post-exposure-strained group, the simultaneous UV-plus-straining group showed more mechanical degradation and deeper cracks. This demonstrates the central finding of the study: mechanical work and photo-oxidation do not act independently but interact synergistically to accelerate crack growth and mechanical degradation. Optical microscopy confirmed oriented surface cracking perpendicular to the injection-flow direction, with deeper cracks in the simultaneously strained specimens. SAXS did not show a strong systematic change in linear crystallinity with UV exposure.The strongest mechanical degradation is therefore more consistently explained by chain scission and loss of load-bearing capacity in the amorphous and interlamellar regions, together with surface cracking and loss of effective cross-sectional area. The orientation analysis helped connect mechanical straining to changes in the amorphous region and supported the proposed photomechanical degradation mechanism. Overall, the study shows that surface-limited UV degradation can become mechanically significant in thicker polypropylene components when coupled with mechanical loading: UV-induced photo-oxidation prepares a weakened surface layer, while mechanical work creates craze at tensile stress concentration zones which increases oxygen diffusion, UV access, and local damage propagation. This synergistic interaction promotes a shallow, surface-limited degradation process into larger-scale mechanical weakening at the component level.

Polypropen (PP) används i stor utsträckning i konsumentprodukter för utomhusbruk eftersom materialet möjliggör lätta och kostnadseffektiva konstruktioner. För IKEA, ett globalt företag inom design och tillverkning av hushållsmöbler, är förståelsen av hur polypropenkomponenter bryts ned under utomhusförhållanden ett viktigt steg mot att förbättra produktlivslängd, mekanisk tillförlitlighet, kundnöjdhet och materialmässig hållbarhet. Denna studie motiveras därför av behovet att förstå hur ytbegränsad nedbrytning orsakad av ultraviolett strålning (UV) kan utvecklas till mekanisk försvagning på komponentnivå i plastprodukter för utomhusbruk. Polypropenkomponenter för utomhusbruk utsätts under användning för ultraviolett strålning, syre och mekanisk belastning. Även om ren polypropen har begränsad absorption inom stora delar av det terrestra UV-området kan kommersiell PP innehålla kromofora föroreningar, såsom processrelaterade oxidationsprodukter och katalysatorrester, vilka kan initiera fotooxidation. Eftersom effektiv UV-inducerad nedbrytning är starkast nära den exponerade ytan kan nedbrytningen av tjockare komponenter inte alltid förklaras av UV-exponering ensam. Studien undersöker därför hypotesen att mekanisk deformation och UV-inducerad fotooxidation verkar synergistiskt: UV-exponering försvagar ytskiktet, medan mekaniskt arbete öppnar sprickor och crazingzoner som ökar tillgången till syre och UV-strålning och därmed främjar skadeutveckling längre in i materialet. Accelererad UV-exponering applicerades på provkroppar av polypropen med och utanpålagd böjdeformation. Hundbensformade provkroppar användes för trepunktsböjning, optisk mikroskopi, småvinkelröntgenspridning (SAXS) samt provtagning för differentiell svepkalorimetri (DSC), medan plattprover användes för kompletterande stansprovning. Det experimentella programmet omfattade oexponerade referensprover, grupper som endast utsattes för UV-strålning under ökande exponeringstider, en grupp med samtidig UV-exponering och upprepad töjning, en UV-exponerad grupp som töjdes först efter avslutad åldring samt en kontrollgrupp som endast utsattes för töjning. En approximativ jämförelse baserad på UV-energi visade att kammarexponeringen gav en genomsnittlig UV-irradians som var cirka 5,60 gånger högre än den uppskattade genomsnittliga utomhusexponeringen i Malmö under den valda jämförelseperioden. En alternativ modell, som även beaktar ett icke-linjärt beroende av strålningsintensiteten samt temperaturskillnaden mellan laboratorie- och utomhusförhållanden, gav en uppskattad accelerationsfaktor på 11,5. Den mekaniska prestandan utvärderades huvudsakligen utifrån kraft–nedböjningskurvorfrån trepunktsböjning, inklusive maximal kraft, styvhetsrelaterad respons, skenbara böjegenskaper, deformationsarbete och brottbeteende. Optisk mikroskopi användes för att undersöka ytsprickor och sprickmorfologi. SAXS användes för att utvärdera lamellära strukturparametrar, SAXS-baserad lokal kristallinitet och orientering, medan DSC användes som en kompletterande termisk metod för kristallinitetsrelaterad tolkning. Resultaten visar att polypropen behöll ett relativt duktilt böjbeteende upp till 400 hUV-exponering, följt av en tydlig övergång mellan 400 h och 600 h mot ett mer sprött beteende. Den kraftigaste nedbrytningen observerades när UV-exponering och upprepad töjning applicerades samtidigt. Jämfört med gruppen som töjdes efter avslutad UV-exponering uppvisade gruppen med samtidig UV-exponering och töjning större mekanisk degradering och djupare sprickor. Detta utgör studiens centrala resultat: mekaniskt arbete och fotooxidation verkar inte oberoende av varandra utan samverkar synergistiskt och påskyndar därmed spricktillväxt och mekanisk degradering. Optisk mikroskopi bekräftade orienterad ytsprickbildning vinkelrätt mot formsprutningens flödesriktning, med djupare sprickor i de provkroppar som töjdes samtidigt som de UV-exponerades. SAXS visade ingen tydlig systematisk förändring i den linjära kristalliniteten med ökandeUV-exponering. Den kraftigaste mekaniska degraderingen förklaras därför mer konsekvent av kedjeklyvning och minskad lastöverföringsförmåga i de amorfa och interlamellära regionerna, tillsammans med ytsprickbildning och minskad effektiv tvärsnittsarea. Orienteringsanalysen bidrog till att koppla den mekaniska töjningen till förändringar i den amorfa regionen och gav stöd åt den föreslagna fotomekaniska nedbrytningsmekanismen. Sammantaget visar studien att ytbegränsad UV-nedbrytning kan få betydande mekaniska konsekvenser i tjockare polypropenkomponenter när den kombineras med mekanisk belastning. UV-inducerad fotooxidation skapar ett försvagat ytskikt, medan mekaniskt arbete kan initiera crazing i områden med koncentrerade dragspänningar, vilket ökar syrediffusionen, UV-tillgången och3den lokala skadeutvecklingen. Denna synergistiska samverkan kan därmed förstärka en initialt ytlig och ytbegränsad nedbrytningsprocess och leda till mer omfattande mekanisk försvagning på komponentnivå.