Qablaşdırma materialı bilikləri - Plastik məhsulların rənginin dəyişməsinə nə səbəb olur?

• Xammalın oksidləşdirici deqradasiyası yüksək temperaturda qəlibləmə zamanı rəngin dəyişməsinə səbəb ola bilər;
• Yüksək temperaturda rəngləyicinin rənginin dəyişməsi plastik məhsulların rənginin dəyişməsinə səbəb olacaq;
• Rəngləndirici və xammal və ya əlavələr arasındakı kimyəvi reaksiya rəngin dəyişməsinə səbəb olacaq;
• Aşqarlar arasındakı reaksiya və aşqarların avtomatik oksidləşməsi rəng dəyişikliyinə səbəb olacaq;
• İşıq və istiliyin təsiri altında rəngləmə piqmentlərinin tautomerləşməsi məhsulların rənginin dəyişməsinə səbəb olacaq;
• Hava çirkləndiriciləri plastik məhsullarda dəyişikliklərə səbəb ola bilər.

1. Plastik qəlibləmə səbəb olur

1) Xammalın oksidləşdirici deqradasiyası yüksək temperaturda qəlibləmə zamanı rəngin dəyişməsinə səbəb ola bilər

Plastik qəlibləmə emal avadanlığının qızdırıcı halqası və ya qızdırıcı plitəsi nəzarətdən kənara çıxdığı üçün həmişə istilik vəziyyətində olduqda, yerli temperaturun çox yüksək olmasına səbəb olmaq asandır, bu da xammalın oksidləşməsinə və yüksək temperaturda parçalanmasına səbəb olur. PVC kimi istiliyə həssas plastiklər üçün daha asandır. Bu fenomen baş verdikdə, ciddi olduqda, yanacaq və sarı və ya hətta qara rəngə çevriləcək, çoxlu miqdarda aşağı molekulyar uçucu maddələrin daşması ilə müşayiət olunur.

Bu tənəzzülə kimi reaksiyalar daxildirdepolimerizasiya, təsadüfi zəncirvari parçalanma, yan qrupların və aşağı molekulyar ağırlıqlı maddələrin çıxarılması.

• Depolimerləşmə

Parçalanma reaksiyası terminal zənciri halqasında baş verir, zəncir bağının bir-bir yıxılmasına səbəb olur və yaranan monomer sürətlə buxarlanır. Bu zaman molekulyar çəki çox yavaş dəyişir, zəncirvari polimerləşmənin əks prosesi kimi. Metil metakrilatın termal depolimerizasiyası kimi.

• Təsadüfi Zəncirin Parçalanması (Deqradasiya)

Təsadüfi fasilələr və ya təsadüfi qırıq zəncirlər kimi də tanınır. Mexanik qüvvənin, yüksək enerjili radiasiyanın, ultrasəs dalğalarının və ya kimyəvi reagentlərin təsiri altında polimer zənciri sabit nöqtə olmadan qırılır və aşağı molekulyar ağırlıqlı polimer əmələ gəlir. Polimerin parçalanmasının yollarından biridir. Polimer zənciri təsadüfi parçalandıqda, molekulyar çəki sürətlə aşağı düşür və polimerin çəki itkisi çox az olur. Məsələn, polietilen, polien və polistirolun deqradasiya mexanizmi əsasən təsadüfi deqradasiyadır.

PE kimi polimerlər yüksək temperaturda qəlibləndikdə, əsas zəncirin istənilən mövqeyi pozula bilər və molekulyar çəki sürətlə azalır, lakin monomer məhsuldarlığı çox azdır. Bu tip reaksiyaya təsadüfi zəncirvari parçalanma, bəzən deqradasiya, polietilen deyilir. Zəncirin kəsilməsindən sonra əmələ gələn sərbəst radikallar çox aktivdir, daha çox ikinci dərəcəli hidrogenlə əhatə olunub, zəncirvari keçid reaksiyalarına meyllidir və demək olar ki, heç bir monomer əmələ gəlmir.

• Əvəzedicilərin çıxarılması

PVC, PVAc və s. qızdırıldıqda əvəzedicilərin çıxarılması reaksiyasına məruz qala bilər, buna görə də termogravimetrik əyridə tez-tez bir plato görünür. Polivinilxlorid, polivinil asetat, poliakrilonitril, polivinilftorid və s. qızdırıldıqda, əvəzedicilər çıxarılacaq. Məsələn, polivinilxlorid (PVC) götürsək, PVC 180~200°C-dən aşağı temperaturda işlənir, lakin daha aşağı temperaturda (məsələn, 100~120°C) dehidrogenləşməyə (HCl) başlayır və HCl-ni çox itirir. 200 ° C-də sürətlə. Buna görə də, emal zamanı (180-200 ° C) polimer daha tünd rəngə və daha aşağı gücə meylli olur.

Sərbəst HCl dehidroklorlamaya katalitik təsir göstərir və hidrogen xlorid və emal avadanlığının təsiri ilə əmələ gələn dəmir xlorid kimi metal xloridlər katalizi təşviq edir.

İstilik emal zamanı PVC-nin dayanıqlığını yaxşılaşdırmaq üçün ona bir neçə faiz turşu absorbentləri, məsələn, barium stearat, orqanotin, qurğuşun birləşmələri və s. əlavə edilməlidir.

Rabitə kabelindən rabitə kabelinin rənglənməsi üçün istifadə edildikdə, mis məftildə poliolefin təbəqəsi sabit deyilsə, polimer-mis interfeysində yaşıl mis karboksilat əmələ gələcək. Bu reaksiyalar misin polimerə diffuziyasını təşviq edir, misin katalitik oksidləşməsini sürətləndirir.

Buna görə də, poliolefinlərin oksidləşdirici parçalanma sürətini azaltmaq üçün yuxarıda göstərilən reaksiyanı dayandırmaq və aktiv olmayan sərbəst radikalları əmələ gətirmək üçün tez-tez fenol və ya aromatik amin antioksidantları (AH) əlavə olunur: ROO·+AH-→ROOH+A·

• Oksidləşdirici deqradasiya

Havaya məruz qalan polimer məhsulları oksigeni udur və oksidləşməyə məruz qalır və hidroperoksidlər əmələ gətirir, daha sonra aktiv mərkəzlər yaratmaq üçün parçalanır, sərbəst radikallar əmələ gətirir və sonra sərbəst radikal zəncirvari reaksiyalara (yəni, avtooksidləşmə prosesi) məruz qalır. Polimerlər emal və istifadə zamanı havada oksigenə məruz qalır və qızdırıldıqda oksidləşdirici parçalanma sürətlənir.

Poliolefinlərin termal oksidləşməsi avtokatalitik davranışa malik olan və üç mərhələyə bölünə bilən sərbəst radikal zəncirvari reaksiya mexanizminə aiddir: başlanğıc, böyümə və sonlanma.

Hidroperoksid qrupunun yaratdığı zəncirvari parçalanma molekulyar çəkinin azalmasına gətirib çıxarır və kəsilmənin əsas məhsulları spirtlər, aldehidlər və ketonlardır ki, onlar nəhayət karboksilik turşulara oksidləşirlər. Karboksilik turşular metalların katalitik oksidləşməsində böyük rol oynayır. Polimer məmulatlarının fiziki və mexaniki xassələrinin pisləşməsinin əsas səbəbi oksidləşdirici deqradasiyadır. Oksidləşdirici parçalanma polimerin molekulyar quruluşuna görə dəyişir. Oksigenin olması həmçinin işığın, istiliyin, radiasiyanın və polimerlərə mexaniki qüvvənin zədələnməsini gücləndirərək daha mürəkkəb deqradasiya reaksiyalarına səbəb ola bilər. Antioksidantlar oksidləşdirici parçalanmağı yavaşlatmaq üçün polimerlərə əlavə olunur.

2) Plastik emal edildikdə və qəlibləndikdə, yüksək temperaturlara davam edə bilmədiyi üçün rəngləndirici parçalanır, solur və rəngini dəyişir.

Plastik rəngləmə üçün istifadə olunan piqmentlər və ya boyalar temperatur məhdudiyyətinə malikdir. Bu hədd temperatura çatdıqda, piqmentlər və ya boyalar müxtəlif aşağı molekulyar ağırlıqlı birləşmələr istehsal etmək üçün kimyəvi dəyişikliklərə məruz qalacaq və onların reaksiya düsturları nisbətən mürəkkəbdir; müxtəlif piqmentlər müxtəlif reaksiyalara malikdir. Və məhsullar, müxtəlif piqmentlərin temperatur müqaviməti arıqlama kimi analitik üsullarla sınaqdan keçirilə bilər.

2. Rəngləndiricilər xammal ilə reaksiya verir

Rəngləndiricilər və xammallar arasındakı reaksiya əsasən müəyyən piqmentlərin və ya boyaların və xammalın emalı zamanı özünü göstərir. Bu kimyəvi reaksiyalar polimerlərin rənginin dəyişməsinə və deqradasiyasına gətirib çıxaracaq və bununla da plastik məhsulların xassələri dəyişəcək.

• Azaltma reaksiyası

Bəzi yüksək polimerlər, məsələn, neylon və aminoplastlar, emal temperaturunda sabit olan piqmentləri və ya boyaları azalda və soldura bilən ərimiş vəziyyətdə güclü turşu azaldıcı maddələrdir.

• Qələvi mübadiləsi

PVC emulsiya polimerlərindəki qələvi torpaq metalları və ya müəyyən stabilləşdirilmiş polipropilenlər rəngi mavi-qırmızıdan narıncıya dəyişdirmək üçün rəngləndiricilərdəki qələvi torpaq metalları ilə "əsas mübadiləsi" edə bilər.

PVC emulsiya polimeri, VC-nin bir emulqatorda (məsələn, natrium dodesilsulfonat C12H25SO3Na) sulu məhlulunda qarışdırılaraq polimerləşdiyi bir üsuldur. Reaksiya Na+ ehtiva edir; istilik və oksigen müqavimətini yaxşılaşdırmaq üçün tez-tez PP, 1010, DLTDP və s. Oksigen, antioksidant 1010 3,5-di-tert-butil-4-hidroksipropionat metil esteri və natrium pentaeritritol ilə katalizləşən transesterifikasiya reaksiyasıdır və DLTDP, Na2S sulu məhlulunun akrilonitril ilə reaksiya verməsi yolu ilə hazırlanır Propionitril son olaraq hidrolizodipropion əmələ gətirir. lauril spirti ilə esterifikasiya yolu ilə əldə edilir. Reaksiya həmçinin Na+ ehtiva edir.

Plastik məhsulların qəliblənməsi və emalı zamanı xammaldakı qalıq Na+, CIPigment Red48:2 (BBC və ya 2BP) kimi metal ionları olan göl piqmenti ilə reaksiya verəcək: XCa2++2Na+→XNa2+ +Ca2+

• Piqmentlər və Hidrogen Halidləri (HX) Arasındakı Reaksiya

Temperatur 170 ° C-ə yüksəldikdə və ya işığın təsiri altında, PVC birləşmiş ikiqat bağ yaratmaq üçün HCI-ni çıxarır.

Halojen tərkibli alov gecikdirən poliolefin və ya rəngli alov gecikdirən plastik məhsullar da yüksək temperaturda qəlibləndikdə dehidrohalogenləşdirilmiş HX olur.

1) Ultramarine və HX reaksiyası

Plastik rəngləmə və ya sarı işığı aradan qaldırmaq üçün geniş istifadə olunan ultramarin mavi piqment kükürd birləşməsidir.

2) Mis qızıl tozu piqmenti PVC xammalının oksidləşdirici parçalanmasını sürətləndirir

Mis piqmentləri yüksək temperaturda Cu+ və Cu2+-a qədər oksidləşə bilər ki, bu da PVC-nin parçalanmasını sürətləndirəcək.

3) Polimerlər üzərində metal ionlarının məhv edilməsi

Bəzi piqmentlər polimerlərə dağıdıcı təsir göstərir. Məsələn, manqan gölü piqmenti CIPigmentRed48:4 PP plastik məhsullarının qəliblənməsi üçün uyğun deyil. Səbəb, dəyişən qiymətli metal manqan ionlarının PP-nin termal oksidləşməsində və ya fotooksidləşməsində elektronların ötürülməsi yolu ilə hidroperoksidi kataliz etməsidir. PP-nin parçalanması PP-nin sürətlənmiş qocalmasına gətirib çıxarır; polikarbonatdakı ester bağı qızdırıldıqda hidrolizə və parçalanmaya asandır və piqmentdə metal ionları olduqda, parçalanmağı təşviq etmək daha asandır; metal ionları da PVC və digər xammalın termo-oksigen parçalanmasını təşviq edəcək və rəng dəyişikliyinə səbəb olacaq.

Xülasə etmək lazımdır ki, plastik məhsullar istehsal edərkən, xammal ilə reaksiya verən rəngli piqmentlərin istifadəsindən qaçınmaq üçün ən mümkün və effektiv üsuldur.

3. Rəngləndiricilər və əlavələr arasında reaksiya

1) Kükürd tərkibli piqmentlər və əlavələr arasında reaksiya

Kükürd tərkibli piqmentlər, məsələn, kadmium sarısı (CdS və CdSe-nin bərk məhlulu) zəif turşu müqavimətinə görə PVC üçün uyğun deyil və qurğuşun tərkibli əlavələrlə birlikdə istifadə edilməməlidir.

2) Qurğuşun tərkibli birləşmələrin kükürd tərkibli stabilizatorlarla reaksiyası

Xrom sarı piqmentində və ya molibden qırmızısındakı qurğuşun tərkibi tiodistearat DSTDP kimi antioksidanlarla reaksiya verir.

3) Piqment və antioksidant arasında reaksiya

PP kimi antioksidantları olan xammallar üçün bəzi piqmentlər də antioksidantlarla reaksiya verəcək, beləliklə, antioksidantların funksiyasını zəiflədəcək və xammalın termal oksigen sabitliyini daha da pisləşdirəcək. Məsələn, fenolik antioksidantlar karbon qara tərəfindən asanlıqla əmilir və ya aktivliyini itirmək üçün onlarla reaksiya verir; ağ və ya açıq rəngli plastik məhsulların tərkibindəki fenolik antioksidantlar və titan ionları məhsulların saralmasına səbəb olmaq üçün fenolik aromatik karbohidrogen kompleksləri əmələ gətirir. Uyğun bir antioksidan seçin və ya ağ piqmentin (TiO2) rənginin dəyişməsinin qarşısını almaq üçün turşuya qarşı sink duzu (sink stearat) və ya P2 tipli fosfit kimi köməkçi əlavələr əlavə edin.

4) Piqment və işıq stabilizatoru arasında reaksiya

Piqmentlərin və işıq stabilizatorlarının təsiri, yuxarıda göstərildiyi kimi kükürdlü piqmentlərin və nikel tərkibli işıq stabilizatorlarının reaksiyası istisna olmaqla, ümumiyyətlə işıq stabilizatorlarının effektivliyini, xüsusən də maneəli amin işıq stabilizatorlarının və azo sarı və qırmızı piqmentlərin təsirini azaldır. Stabil enişin təsiri daha aydın görünür və rəngsiz kimi sabit deyil. Bu fenomen üçün dəqiq bir izahat yoxdur.

4. Aşqarlar Arasındakı Reaksiya

Bir çox əlavələr düzgün istifadə olunmazsa, gözlənilməz reaksiyalar baş verə bilər və məhsul rəngini dəyişəcəkdir. Məsələn, alov gecikdirən Sb2O3 kükürd tərkibli antioksidantla reaksiyaya girərək Sb2S3 əmələ gətirir: Sb2O3+–S–→Sb2S3+–O–

Buna görə də, istehsal formulalarını nəzərdən keçirərkən əlavələrin seçilməsinə diqqət yetirilməlidir.

5. Köməkçi avtooksidləşmənin səbəbləri

Fenolik stabilizatorların avtomatik oksidləşməsi ağ və ya açıq rəngli məhsulların rəngsizləşməsini təşviq edən mühüm amildir. Xarici ölkələrdə bu rəngsizləşmə tez-tez "Çəhrayı" adlanır.

BHT antioksidanları (2-6-di-tert-butil-4-metilfenol) kimi oksidləşmə məhsulları ilə birləşdirilir və 3,3′,5,5′-stilben quinone açıq qırmızı reaksiya məhsulu kimi formalaşır, Bu rəng dəyişikliyi baş verir. yalnız oksigen və su varlığında və işıq olmadıqda. Ultrabənövşəyi işığa məruz qaldıqda, açıq qırmızı stilben quinonu sürətlə sarı tək halqalı məhsula parçalanır.

6. İşıq və istiliyin təsiri altında rəngli piqmentlərin tautomerləşməsi

Bəzi rəngli piqmentlər işığın və istiliyin təsiri altında molekulyar konfiqurasiyanın tautomerləşməsinə məruz qalır, məsələn, CIPig.R2 (BBC) piqmentlərinin azo tipdən xinon tipinə keçməsi, bu da ilkin konyuqasiya effektini dəyişir və birləşmiş bağların əmələ gəlməsinə səbəb olur. . azalır, nəticədə tünd mavi-parıltılı qırmızıdan açıq narıncı-qırmızıya rəng dəyişir.

Eyni zamanda, işığın katalizi altında, su ilə parçalanır, kokristal suyu dəyişir və solmaya səbəb olur.

7. Hava çirkləndiriciləri səbəb olur

Plastik məhsullar saxlandıqda və ya istifadə edildikdə, bəzi reaktiv materiallar, istər xammal, istər əlavələr, istərsə də rəngləyici piqmentlər, işıq və istiliyin təsiri altında atmosferdəki nəmlə və ya turşular və qələvilər kimi kimyəvi çirkləndiricilərlə reaksiya verəcəkdir. Müxtəlif mürəkkəb kimyəvi reaksiyalara səbəb olur ki, bu da zamanla solmaya və ya rəngin dəyişməsinə səbəb olur.

Müvafiq termal oksigen stabilizatorları, işıq stabilizatorları əlavə etməklə və ya yüksək keyfiyyətli hava müqaviməti əlavələri və piqmentləri seçməklə bu vəziyyətin qarşısını almaq və ya yüngülləşdirmək olar.