Qadoqlash materiallarini bilish - plastik mahsulotlarning rangi o'zgarishiga nima sabab bo'ladi?

• Xom ashyoning oksidlanish degradatsiyasi yuqori haroratda qoliplashda rang o'zgarishiga olib kelishi mumkin;
• Yuqori haroratda rang beruvchining rangi o'zgarishi plastik mahsulotlarning rangsizlanishiga olib keladi;
• Rang beruvchi va xom ashyo yoki qo'shimchalar o'rtasidagi kimyoviy reaktsiya rang o'zgarishiga olib keladi;
• Qo'shimchalar o'rtasidagi reaktsiya va qo'shimchalarning avtomatik oksidlanishi rang o'zgarishiga olib keladi;
• Yorug'lik va issiqlik ta'sirida rang beruvchi pigmentlarning tautomerizatsiyasi mahsulotlarning rangi o'zgarishiga olib keladi;
• Havoni ifloslantiruvchi moddalar plastik mahsulotlarning o'zgarishiga olib kelishi mumkin.

1. Plastmassa qoliplash natijasida yuzaga kelgan

1) Xom ashyoning oksidlovchi degradatsiyasi yuqori haroratda qoliplashda rang o'zgarishiga olib kelishi mumkin

Plastmassa qolipga ishlov berish uskunasining isitish halqasi yoki isitish plitasi nazoratdan tashqarida bo'lganligi sababli har doim isitish holatida bo'lganda, mahalliy haroratning juda yuqori bo'lishiga olib kelishi oson, bu esa xom ashyoni yuqori haroratda oksidlanishi va parchalanishiga olib keladi. Issiqlikka sezgir bo'lgan plastmassalar uchun, masalan, PVX uchun, buni qilish osonroqdir Bu hodisa sodir bo'lganda, u jiddiy bo'lsa, u yonib ketadi va sarg'ayadi yoki hatto qora rangga aylanadi, bu esa past molekulyar uchuvchi moddalarning ko'p miqdorda to'lib ketishi bilan birga keladi.

Bu buzilish kabi reaksiyalarni o'z ichiga oladidepolimerizatsiya, tasodifiy zanjirni kesish, yon guruhlarni va past molekulyar og'irlikdagi moddalarni olib tashlash.

• Depolimerizatsiya

Ajralish reaksiyasi terminal zanjirida sodir bo'lib, zanjir zanjirining birin-ketin tushib ketishiga olib keladi va hosil bo'lgan monomer tez uchuvchan bo'ladi. Bu vaqtda molekulyar og'irlik juda sekin o'zgaradi, xuddi zanjir polimerizatsiyasining teskari jarayoni kabi. Metil metakrilatning termal depolimerizatsiyasi kabi.

• Tasodifiy zanjir uzilishi (degradatsiya)

Tasodifiy uzilishlar yoki tasodifiy singan zanjirlar sifatida ham tanilgan. Mexanik kuch, yuqori energiyali nurlanish, ultratovush to'lqinlari yoki kimyoviy reagentlar ta'sirida polimer zanjiri past molekulyar og'irlikdagi polimer hosil qilish uchun qattiq nuqtasiz uziladi. Bu polimer degradatsiyasining usullaridan biridir. Polimer zanjiri tasodifiy degradatsiyaga uchraganda, molekulyar og'irlik tez pasayadi va polimerning vazn yo'qotishi juda kichik bo'ladi. Masalan, polietilen, polien va polistirolning buzilish mexanizmi asosan tasodifiy buzilishdir.

PE kabi polimerlar yuqori haroratlarda shakllantirilganda, asosiy zanjirning har qanday pozitsiyasi buzilishi mumkin va molekulyar og'irlik tez tushadi, lekin monomerning rentabelligi juda kichik. Ushbu turdagi reaktsiya tasodifiy zanjir uzilishi, ba'zan degradatsiya deb ataladi, polietilen Zanjirning uzilishidan keyin hosil bo'lgan erkin radikallar juda faol, ko'proq ikkilamchi vodorod bilan o'ralgan, zanjir o'tkazish reaktsiyalariga moyil bo'lib, deyarli monomerlar hosil bo'lmaydi.

• O'rnini bosuvchi moddalarni olib tashlash

PVX, PVAc va boshqalar qizdirilganda o'rnini bosuvchi moddalarni olib tashlash reaktsiyasiga kirishishi mumkin, shuning uchun termogravimetrik egri chiziqda tez-tez plato paydo bo'ladi. Polivinilxlorid, polivinilatsetat, poliakrilonitril, polivinilftorid va boshqalar qizdirilganda o'rnini bosuvchi moddalar chiqariladi. Misol tariqasida polivinilxloridni (PVX) oladigan bo'lsak, PVX 180 ~ 200 ° C dan past haroratda qayta ishlanadi, lekin pastroq haroratda (masalan, 100 ~ 120 ° C) u suvsizlana boshlaydi (HCl) va HCl ni juda yo'qotadi. 200 ° C atrofida tezda. Shuning uchun, qayta ishlash jarayonida (180-200 ° C) polimerning rangi quyuqroq bo'lib, quvvati pastroq bo'ladi.

Erkin HCl dehidroklorizatsiyaga katalitik ta'sir ko'rsatadi va vodorod xlorid va qayta ishlash uskunalari ta'sirida hosil bo'lgan temir xlorid kabi metall xloridlar katalizga yordam beradi.

Bariy stearati, organotin, qo'rg'oshin birikmalari va boshqalar kabi kislotali changni yutish vositalarining bir necha foizi PVX ning barqarorligini yaxshilash uchun termal ishlov berish jarayonida qo'shilishi kerak.

Aloqa kabeli aloqa kabelini rang berish uchun foydalanilganda, mis simdagi poliolefin qatlami barqaror bo'lmasa, polimer-mis interfeysida yashil mis karboksilat hosil bo'ladi. Bu reaksiyalar misning polimerga tarqalishiga yordam beradi, misning katalitik oksidlanishini tezlashtiradi.

Shuning uchun poliolefinlarning oksidlanish degradatsiyasi tezligini kamaytirish uchun yuqoridagi reaksiyani tugatish va faol bo'lmagan erkin radikallarni hosil qilish uchun ko'pincha fenolik yoki aromatik amin antioksidantlari (AH) qo'shiladi A·: ROO·+AH-→ROOH+A·

• Oksidlanish degradatsiyasi

Havo taʼsirida boʻlgan polimer mahsulotlari kislorodni oʻziga singdiradi va oksidlanishdan oʻtib gidroperoksid hosil qiladi, keyinchalik parchalanib faol markazlarni hosil qiladi, erkin radikallarni hosil qiladi va keyin erkin radikal zanjir reaksiyalariga (yaʼni avtooksidlanish jarayoni) oʻtadi. Polimerlar qayta ishlash va foydalanish jarayonida havodagi kislorod ta'siriga duchor bo'ladi va qizdirilganda oksidlovchi parchalanish tezlashadi.

Poliolefinlarning termal oksidlanishi avtokatalitik harakatga ega bo'lgan erkin radikal zanjirli reaktsiya mexanizmiga tegishli bo'lib, uni uch bosqichga bo'lish mumkin: boshlash, o'sish va tugatish.

Gidroperoksid guruhidan kelib chiqadigan zanjir uzilishi molekulyar og'irlikning pasayishiga olib keladi va ajralishning asosiy mahsulotlari spirtlar, aldegidlar va ketonlar bo'lib, ular nihoyat karboksilik kislotalarga oksidlanadi. Karboksilik kislotalar metallarning katalitik oksidlanishida katta rol o'ynaydi. Polimer mahsulotlarining fizik-mexanik xususiyatlarining yomonlashuvining asosiy sababi oksidlovchi degradatsiyadir. Oksidlanish degradatsiyasi polimerning molekulyar tuzilishiga qarab o'zgaradi. Kislorodning mavjudligi, shuningdek, polimerlarga yorug'lik, issiqlik, radiatsiya va mexanik kuchning shikastlanishini kuchaytirib, yanada murakkab parchalanish reaktsiyalarini keltirib chiqarishi mumkin. Polimerlarga oksidlovchi degradatsiyani sekinlashtirish uchun antioksidantlar qo'shiladi.

2) Plastmassani qayta ishlash va qoliplashda rang beruvchi yuqori haroratga bardosh bera olmasligi sababli parchalanadi, so'nadi va rangini o'zgartiradi.

Plastik rang berish uchun ishlatiladigan pigmentlar yoki bo'yoqlar harorat chegarasiga ega. Ushbu chegara haroratiga erishilganda, pigmentlar yoki bo'yoqlar turli xil quyi molekulyar og'irlikdagi birikmalar hosil qilish uchun kimyoviy o'zgarishlarga uchraydi va ularning reaktsiya formulalari nisbatan murakkab; turli pigmentlar har xil reaksiyaga ega. Va mahsulotlar, turli pigmentlarning haroratga chidamliligi vazn yo'qotish kabi analitik usullar bilan tekshirilishi mumkin.

2. Rang beruvchi moddalar xom ashyo bilan reaksiyaga kirishadi

Rang beruvchi moddalar va xom ashyo o'rtasidagi reaktsiya asosan ma'lum pigmentlar yoki bo'yoqlar va xom ashyolarni qayta ishlashda namoyon bo'ladi. Ushbu kimyoviy reaktsiyalar polimerlarning rangi va degradatsiyasining o'zgarishiga olib keladi va shu bilan plastik mahsulotlarning xususiyatlarini o'zgartiradi.

• Qaytarilish reaktsiyasi

Neylon va aminoplastlar kabi ba'zi yuqori polimerlar erigan holatda kuchli kislota kamaytiruvchi moddalar bo'lib, ular ishlov berish haroratida barqaror pigmentlar yoki bo'yoqlarni kamaytirishi va yo'qotishi mumkin.

• Ishqoriy almashinuv

PVX emulsiya polimerlari yoki ba'zi stabillashgan polipropilenlardagi gidroksidi tuproq metallari rangni ko'k-qizildan to'q sariq rangga o'zgartirish uchun bo'yoq tarkibidagi gidroksidi tuproq metallari bilan "asosiy almashinuvi" mumkin.

PVX emulsiya polimeri - bu VC emulsifikatorda (masalan, natriy dodesilsulfonat C12H25SO3Na) suvli eritmasida aralashtirish orqali polimerizatsiya qilinadigan usul. Reaksiya tarkibida Na+ mavjud; PP, 1010, DLTDP va boshqalarning issiqlik va kislorodga chidamliligini yaxshilash uchun tez-tez qo'shiladi. Kislorod, antioksidant 1010 3,5-di-tert-butil-4-gidroksipropionat metil ester va natriy pentaeritritol bilan katalizlangan transesterifikatsiya reaktsiyasi bo'lib, DLTDP Na2S suvli eritmasini akrilonitril bilan reaksiyaga solib, propionitril gidrolizlanadi va yakuniy kislotali diprop hosil qiladi. bilan esterifikatsiya qilish natijasida olinadi lauril spirti. Reaksiyada Na+ ham mavjud.

Plastmassa mahsulotlarini qoliplash va qayta ishlash jarayonida xom ashyodagi qoldiq Na+ CIPigment Red48:2 (BBC yoki 2BP) kabi metall ionlarini o'z ichiga olgan ko'l pigmenti bilan reaksiyaga kirishadi: XCa2++2Na+→XNa2+ +Ca2+

• Pigmentlar va vodorod galogenidlari (HX) o'rtasidagi reaktsiya

Harorat 170 ° C ga ko'tarilganda yoki yorug'lik ta'sirida, PVX konjuge qo'sh bog'lanish hosil qilish uchun HCI ni olib tashlaydi.

Halojen o'z ichiga olgan olovga chidamli poliolefin yoki rangli olovga chidamli plastik mahsulotlar, shuningdek, yuqori haroratda mog'orlanganda dehidrogalogenlangan HX hisoblanadi.

1) Ultramarin va HX reaksiyasi

Ultramarin ko'k pigment plastik rang berishda yoki sariq nurni yo'q qilishda keng qo'llaniladi, oltingugurt birikmasidir.

2) Mis oltin kukuni pigmenti PVX xom ashyosining oksidlovchi parchalanishini tezlashtiradi

Mis pigmentlari yuqori haroratda Cu+ va Cu2+ gacha oksidlanishi mumkin, bu esa PVX parchalanishini tezlashtiradi.

3) Polimerlarda metall ionlarini yo'q qilish

Ba'zi pigmentlar polimerlarga halokatli ta'sir ko'rsatadi. Misol uchun, marganets ko'li pigmenti CIPigmentRed48: 4 PP plastmassa mahsulotlarini qoliplash uchun mos emas. Buning sababi shundaki, o'zgaruvchan narxdagi metall marganets ionlari PPning termal oksidlanishi yoki fotooksidlanishida elektronlarni uzatish orqali gidroperoksidni katalizlaydi. PP ning parchalanishi PP ning tez qarishiga olib keladi; polikarbonatdagi ester aloqasi qizdirilganda gidrolizlanishi va parchalanishi oson va pigmentda metall ionlari mavjud bo'lganda, parchalanishni rag'batlantirish osonroq bo'ladi; metall ionlari, shuningdek, PVX va boshqa xom ashyoning termo-kislorodli parchalanishiga yordam beradi va rang o'zgarishiga olib keladi.

Xulosa qilib aytadigan bo'lsak, plastmassa mahsulotlarini ishlab chiqarishda xom ashyo bilan reaksiyaga kirishadigan rangli pigmentlardan foydalanishdan qochishning eng maqbul va samarali usuli hisoblanadi.

3. Rang beruvchi moddalar va qo'shimchalar o'rtasidagi reaksiya

1) Oltingugurt o'z ichiga olgan pigmentlar va qo'shimchalar o'rtasidagi reaktsiya

Kadmiy sariq (CdS va CdSe ning qattiq eritmasi) kabi oltingugurt o'z ichiga olgan pigmentlar zaif kislotaga chidamliligi tufayli PVX uchun mos emas va qo'rg'oshin o'z ichiga olgan qo'shimchalar bilan ishlatilmasligi kerak.

2) Qo'rg'oshinli birikmalarning oltingugurt saqlovchi stabilizatorlar bilan reaksiyasi

Xrom sariq pigment yoki molibden qizil tarkibidagi qo'rg'oshin tarkibi tiodistearat DSTDP kabi antioksidantlar bilan reaksiyaga kirishadi.

3) Pigment va antioksidant o'rtasidagi reaksiya

PP kabi antioksidantlarga ega bo'lgan xom ashyo uchun ba'zi pigmentlar ham antioksidantlar bilan reaksiyaga kirishadi, bu esa antioksidantlarning funktsiyasini zaiflashtiradi va xom ashyoning termal kislorod barqarorligini yomonlashtiradi. Misol uchun, fenolik antioksidantlar uglerod qora tomonidan osongina so'riladi yoki faolligini yo'qotish uchun ular bilan reaksiyaga kirishadi; oq yoki ochiq rangli plastik mahsulotlardagi fenolik antioksidantlar va titanium ionlari mahsulotlarning sarg'ayishiga olib keladigan fenolik aromatik uglevodorod komplekslarini hosil qiladi. Tegishli antioksidantni tanlang yoki oq pigment (TiO2) rangi o'zgarishini oldini olish uchun kislotaga qarshi sink tuzi (sink stearat) yoki P2 tipidagi fosfit kabi yordamchi qo'shimchalarni qo'shing.

4) Pigment va yorug'lik stabilizatori o'rtasidagi reaksiya

Pigmentlar va yorug'lik stabilizatorlarining ta'siri, yuqorida aytib o'tilganidek, oltingugurt o'z ichiga olgan pigmentlar va nikel o'z ichiga olgan yorug'lik stabilizatorlarining reaktsiyasidan tashqari, odatda yorug'lik stabilizatorlarining samaradorligini pasaytiradi, ayniqsa, to'siq bo'lgan amin yorug'lik stabilizatorlari va azo sariq va qizil pigmentlarning ta'siri. Barqaror pasayishning ta'siri aniqroq bo'lib, u rangsiz kabi barqaror emas. Ushbu hodisa uchun aniq tushuntirish yo'q.

4. Qo'shimchalar o'rtasidagi reaksiya

Agar ko'plab qo'shimchalar noto'g'ri ishlatilsa, kutilmagan reaktsiyalar paydo bo'lishi mumkin va mahsulot rangi o'zgaradi. Masalan, olovga chidamli Sb2O3 oltingugurt o'z ichiga olgan antioksidant bilan reaksiyaga kirishib, Sb2S3 hosil qiladi: Sb2O3+–S–→Sb2S3+–O–

Shuning uchun ishlab chiqarish formulalarini ko'rib chiqishda qo'shimchalarni tanlashda ehtiyot bo'lish kerak.

5. Yordamchi avtooksidlanish sabablari

Fenolik stabilizatorlarning avtomatik oksidlanishi oq yoki ochiq rangli mahsulotlarning rangsizlanishiga yordam beradigan muhim omil hisoblanadi. Ushbu rang o'zgarishi ko'pincha xorijiy mamlakatlarda "Pinking" deb ataladi.

U BHT antioksidantlari (2-6-di-tert-butil-4-metilfenol) kabi oksidlanish mahsulotlari bilan bog'lanadi va 3,3',5,5'-stilben xinon ochiq qizil reaksiya mahsuloti kabi shakllanadi, bu rang o'zgarishi sodir bo'ladi. faqat kislorod va suv borligida va yorug'lik yo'qligida. Ultrabinafsha nurlar ta'sirida och qizil stilben xinon tezda sariq rangli bitta halqali mahsulotga parchalanadi.

6. Yorug'lik va issiqlik ta'sirida rangli pigmentlarning tautomerizatsiyasi

Ba'zi rangli pigmentlar yorug'lik va issiqlik ta'sirida molekulyar konfiguratsiyaning tautomerizatsiyasidan o'tadi, masalan, CIPig.R2 (BBC) pigmentlarini azo turidan xinon turiga o'zgartirish uchun foydalanish, bu asl konjugatsiya effektini o'zgartiradi va konjugatsiyalangan bog'larning shakllanishiga olib keladi. . kamayadi, natijada rang quyuq ko'k-qizildan och to'q sariq-qizil rangga o'zgaradi.

Shu bilan birga, yorug'lik katalizi ostida u suv bilan parchalanib, kokristalli suvni o'zgartiradi va so'nishiga olib keladi.

7. Havoni ifloslantiruvchi moddalar sabab bo'ladi

Plastik mahsulotlarni saqlash yoki ishlatishda ba'zi reaktiv materiallar, xoh xom ashyo, qo'shimchalar yoki rang beruvchi pigmentlar, yorug'lik va issiqlik ta'sirida atmosferadagi namlik yoki kislotalar va ishqorlar kabi kimyoviy ifloslantiruvchi moddalar bilan reaksiyaga kirishadi. Vaqt o'tishi bilan rangsizlanish yoki rangsizlanishga olib keladigan turli xil murakkab kimyoviy reaktsiyalar yuzaga keladi.

Tegishli termal kislorod stabilizatorlari, yorug'lik stabilizatorlarini qo'shish yoki yuqori sifatli ob-havoga chidamli qo'shimchalar va pigmentlarni tanlash orqali bu vaziyatni oldini olish yoki engillashtirish mumkin.