Tři kroky k vyřešení problémů se stárnutím plastů: Doporučení pro nejlepší antioxidanty Česká republika

Plasty jsou nezbytnou součástí téměř každé oblasti lidské činnosti od kosmetických výrobků po automobilové a letecké komponenty. Hlavním problémem však zůstává stárnutí plastových materiálů nebo jejich zhoršování vlivem různých environmentálních jevů v průběhu času. Tento článek uvádí tři hlavní důvody a řešení problémů se stárnutím plastů a navrhuje nejlepší dostupné antioxidanty pro prevenci takových problémů.

Pochopení stárnutí plastů

Stárnutí plastů většinou nastává vystavením environmentálním faktorům, jako je UV světlo, kyslík a teplo. Tyto faktory v průběhu času způsobují, že materiál ztrácí barvu, křehne a dochází ke gravitační ztrátě většiny mechanických vlastností. Volné radikály působí jako spouštěče degradačních procesů. Tyto volné radikály působí na strukturu molekul polymeru, což vede k řadě škodlivých událostí. Abychom se mohli šikovněji zaměřit na stárnutí plastů, je důležité znát mechanismy a také potenciální cíle.

Krok 1: Počáteční screening a výběr materiálu

Úplně prvním krokem k vyřešení problémů týkajících se stárnutí plastů je provedení specifického třídění materiálů, které mají být použity. Faktory prostředí mají různé účinky na různé polymery. Vezměme si například, zatímco většina polyethylenu je poměrně náchylná k degradaci UV zářením, polykarbonáty jsou odolnější, ale stále mohou být vystaveny fotooxidačnímu poškození. Výběr materiálu by měl být přizpůsoben dané aplikaci a očekávaným podmínkám prostředí, ve kterých bude plast používán.

Screening by měl zahrnovat testy urychleného stárnutí, což jsou testy, které se snaží během krátké doby předpovědět výkonnost materiálu po delší dobu používání v přirozeném prostředí. Tyto informace jsou užitečné při výběru polymerů, které vyhovují požadované aplikaci, protože poskytují cenné informace o chování materiálu při různých stresových faktorech. A ty mohou pomoci lépe posoudit počet antioxidantů a dalších stabilizátorů, které je třeba začlenit.

Krok 2: Výběr správných antioxidantů

Po identifikaci správného materiálu je dalším úkolem, jak vybrat správné antioxidanty. Antioxidanty jsou důležité při oddalování procesu stárnutí, protože působí přímo na volné radikály, aby je neutralizovaly nebo inhibovaly jejich aktivitu. Antioxidanty se dále dělí na primární a sekundární, které se operativně označují jako lapače radikálů a rozkladače peroxidu vodíku.

Primární antioxidanty: Tyto antioxidanty provádějí aktivitu typu zahřívání, jako jsou bráněné fenoly a aromatické aminy. Loví chelatační přechodné kovy optimalizující spotřebu kyslíku v počátečních fázích. Některé příklady jsou butylovaný hydroxytoluen (BHT) a difenylamin a některé bráněné aminy HALS, jako jsou bráněné aminové světelné stabilizátory.

Sekundární antioxidanty: Fosfitové a thioetherové estery jsou takové typy sloučenin, které potlačují hydroperoxidy do neradikálového štěpení a vyhýbají se tak dopředným krokům mechanismu oxidačního řetězce. Běžně používaným sekundárním antioxidantem je tris(2,4-di-terc-butylfenyl)fosfit, označovaný jako Irgafos 168 a distearylthiodipropionát.

Krok 3: Optimalizace receptury a zpracování

Po identifikaci nejúčinnějších antioxidantů je dalším kritickým úkolem optimalizace složení a parametrů zpracování. To zahrnuje zjištění dostatečného počtu potřebných antioxidantů a také nejlepších parametrů pro polymerní disperzi antioxidantů. Buď příliš mnoho nebo příliš málo antioxidantů může také zabránit optimálnímu výkonu při destrukci fyzikálních vlastností materiálu nebo selhání při poskytování účinné ochrany.

Další parametry zpracování, jako je teplota, rychlost vytlačování a doba míchání, mají také velký význam pro účinnost antioxidantů. Nadměrné teploty zpracování mohou vést k rozpadu antioxidantů před jejich použitím, zatímco nedostatečné promíchání může vést k nesprávné disperzi antioxidantů, což vede ke slabým místům, která jsou náchylnější ke stárnutí.

Doporučení pro specifické aplikace

Každá aplikace vyžaduje specifický přístup, pokud jde o poskytovaný antioxidant. Například obalové materiály, které jsou vystaveny slunečnímu záření, by měly být kromě antioxidantů opatřeny UV stabilizátory. Vzhledem k výše uvedeným parametrům mohou automobilové díly také používat vnitřní antioxidanty s vysokým bodem tání spolu se sekundárními stabilizátory.

Očekává se, že tenké filmy a vlákna budou mít více disperzních nízkomolekulárních antioxidantů, zatímco tlusté a tužší plasty budou mít vysokomolekulární zásuvné antioxidanty pro dlouhodobé ochranné účinky. HALS jsou snadno nejlepší volbou pro venkovní použití, protože nedegradují pod UV světlem.

Proč investovat do čističky vzduchu?

Řešení problému plastů z hlediska stárnutí je svou povahou složité a vyžaduje strategický přístup. Dodržením tří kroků screeningu a výběru materiálů, výběrem správných antioxidantů pro materiály a optimalizací materiálů při formulaci a zpracování mohou výrobci výrazně zvýšit životnost a výkon plastových výrobků. Nejlepší antioxidanty pro plasty, které jsou vhodné pro konkrétní aplikace, jsou vybírány tak, aby plasty byly schopny plnit a plnit své funkce a zachovat si svůj vzhled i v extrémních podmínkách použití.