Три стъпки за решаване на проблемите със стареенето на пластмасата: Препоръки за най-добрите антиоксиданти България

Пластмасите са жизненоважен компонент на почти всяка сфера на човешката дейност от козметични продукти до автомобилни и космически компоненти. Въпреки това стареенето на пластмасовите материали или влошаването им от различни екологични явления с течение на времето остава основен проблем. Тази статия дава три основни причини и решения на проблемите със стареенето на пластмасата и предлага най-добрите налични антиоксиданти за предотвратяване на подобни проблеми.

Разбиране на стареенето на пластмасата

Пластмасовото стареене се случва най-вече чрез излагане на фактори на околната среда като UV светлина, кислород и топлина. Тези фактори с течение на времето правят материала обезцветен, крехък и има гравитационна загуба на повечето механични свойства. Свободните радикали действат като подбудители на процесите на разграждане. Тези свободни радикали действат върху структурата на полимерните молекули, което води до поредица от вредни събития. За да се насочите по-умело към стареенето на пластмасата, е важно да познавате механизмите, а също и потенциалните цели.

Стъпка 1: Първоначална проверка и избор на материал

Първата стъпка за решаване на проблемите, свързани със стареенето на пластмасата, е да се извърши специфичен скрининг на материалите, които ще се използват. Факторите на околната среда имат различен ефект върху различните полимери. Вземете например, докато повечето полиетилени са склонни към UV разграждане в доста голяма степен, поликарбонатите са по-издръжливи, но все още могат да бъдат подложени на фотоокислително влошаване. Изборът на материал трябва да бъде съобразен с въпросното приложение и очакваните условия на околната среда, при които ще се използва пластмасата.

Проверката трябва да включва тестове за ускорено стареене, които са тестове, които се опитват да предскажат за кратък период от време ефективността на материала за продължителен период на използване в естествена среда. Тази информация е полезна при избор на полимери, които да отговарят на желаното приложение, тъй като дава ценна информация за поведението на материала при различни стресови фактори. И те могат да помогнат за по-добра преценка на броя антиоксиданти и други стабилизатори, които трябва да бъдат включени.

Стъпка 2: Избор на правилните антиоксиданти

След като идентифицираме правилния материал, следващата задача е как да изберем правилните антиоксиданти. Антиоксидантите са важни за забавяне на процеса на стареене, тъй като действат директно върху свободните радикали, за да ги неутрализират или инхибират тяхната активност. Антиоксидантите се категоризират допълнително на първични и вторични, които оперативно се наричат ​​ловци на радикали и разграждащи хидропероксиди.

Първични антиоксиданти: Тези антиоксиданти извършват активност от тип загряване, като възпрепятствани феноли и ароматни амини. Те преследват хелатиращи преходни метали, като оптимизират консумацията на кислород в началните фази. Някои примери са бутилиран хидрокситолуен (BHT) и дифенил амин и някои запречени амини HALS като запречени амини светлинни стабилизатори.

Вторични антиоксиданти: Фосфитните и тиоетерните естери са такива видове съединения, които потискат хидропероксидите в нерадикални разцепвания, избягвайки предните стъпки на механизма на окислителната верига. Често използван вторичен антиоксидант е трис (2,4-ди-трет-бутилфенил) фосфит, маркиран като Irgafos 168 и дистеарил тиодипропионат.

Стъпка 3: Оптимизиране на формулата и обработката

След идентифицирането на най-ефективните антиоксиданти, следващата критична задача е да се оптимизира формулата и параметрите на обработка. Това включва намиране на подходящия брой необходими антиоксиданти, както и най-добрите параметри за полимерната дисперсия на антиоксидантите. Зареждането на твърде много или твърде малко от антиоксидантите също може да попречи на оптималната производителност при разрушаване на физическото поведение на материала или неуспех в осигуряването на ефективна защита.

Други параметри на обработка като температура, скорост на екструдиране и време на смесване също са от голямо значение за ефективността на антиоксидантите. Прекомерно високите температури на обработка могат да доведат до разпадането на антиоксидантите, преди да бъдат използвани, докато неадекватното смесване може да доведе до неправилно разпръскване на антиоксидантите, водещо до слаби места, които са по-податливи на стареене.

Препоръки за конкретни приложения

Всяко приложение изисква специфичен подход по отношение на предоставения антиоксидант. Например, опаковъчните материали, които са изложени на слънчева светлина, трябва да бъдат снабдени с UV стабилизатори в допълнение към антиоксидантите. Предвид параметрите, споменати по-горе, автомобилните части могат също да използват вътрешни антиоксиданти с висока точка на топене заедно с вторични стабилизатори.

Очаква се тънките филми и влакна да имат по-диспергиращи антиоксиданти с ниска молекулна маса, докато дебелите и по-твърди пластмаси се предвижда да имат допълнителни антиоксиданти с висока молекулна маса за дългосрочни защитни ефекти. HALS са най-добрият вариант за употреба на открито, тъй като не се разграждат под UV светлина.

Заключение

Справянето с проблема с пластмасата от гледна точка на стареенето е сложно по своята същност и изисква стратегически подход. Чрез спазване на трите стъпки на скрининг и подбор на материалите, избор на правилните антиоксиданти за материалите и оптимизиране на материалите при формулирането и обработката, животът и производителността на пластмасовите продукти могат да бъдат значително подобрени от производителите. Най-добрите антиоксиданти за пластмаси, които са подходящи за конкретни приложения, са избрани по такъв начин, че пластмасите да могат да изпълняват и обслужват своите функции и да запазят външния си вид дори при екстремни условия на употреба.