Tre trin til at løse plastikaldringsproblemer: anbefalinger til de bedste antioxidanter Danmark

Plast er en vital komponent i næsten alle områder af menneskelig aktivitet fra skønhedsprodukter til bil- og rumfartskomponenter. Alligevel forbliver ældning af plastmaterialer eller forringelse af forskellige miljøfænomener over tid et stort problem. Denne artikel giver tre hovedårsager og løsninger på plastikældningsproblemerne og foreslår de bedste tilgængelige antioxidanter til at forhindre sådanne problemer.

Forståelse af plastikældning

Plastældning sker for det meste gennem eksponering for miljøfaktorer som UV-lys, ilt og varme. Disse faktorer, som tiden går, gør materialet misfarvet, skørt, og der er et gravitationstab af de fleste mekaniske egenskaber. Frie radikaler fungerer som anstiftere af nedbrydningsprocesserne. Disse frie radikaler virker på strukturen af ​​polymermolekylerne, hvilket fører til en række skadelige hændelser. For at målrette mod plastikældning mere dygtigt er det vigtigt at kende mekanismerne og også de potentielle mål.

Trin 1: Indledende screening og materialevalg

Det allerførste skridt til at løse problemerne med plastikældning er at foretage en specifik screening af de materialer, der skal bruges. Miljøfaktorer har forskellige virkninger på forskellige polymerer. Tag for eksempel, mens det meste polyethylen er ret meget udsat for UV-nedbrydning, er polycarbonater mere hårdføre, men kan stadig blive udsat for fotooxidativ forringelse. Materialevalg bør skræddersyes til den pågældende anvendelse og de forventede miljøforhold, som plasten vil blive brugt under.

Screening bør omfatte accelererede ældningstest, som er tests, der forsøger at forudsige materialets ydeevne over en kort periode over en længere periode med brug i et naturligt miljø. Disse oplysninger er nyttige i et udvalg af polymerer, der passer til den ønskede anvendelse, da det giver værdifuld information om materialeadfærd under forskellige stressfaktorer. Og disse kan hjælpe med at foretage en bedre bedømmelse af antallet af antioxidanter og andre stabilisatorer, der skal inkorporeres.

Trin 2: Vælg de rigtige antioxidanter

Efter at have identificeret det rigtige materiale, er den næste opgave, hvordan man vælger de rigtige antioxidanter. Antioxidanter er vigtige for at udskyde aldringsprocessen, da de virker direkte på frie radikaler for at neutralisere dem eller hæmme deres aktivitet. Antioxidanter er yderligere kategoriseret i primære og sekundære, som operativt omtales som radikale scavengers og hydroperoxidnedbrydere.

Primære antioxidanter: Disse antioxidanter udfører opvarmningsaktivitet såsom hindrede phenoler og aromatiske aminer. De jager chelaterende overgangsmetaller, der optimerer iltforbruget i de indledende faser. Nogle eksempler er butyleret hydroxytoluen (BHT) og diphenylamin og nogle hindrede aminer HALS såsom Hindered Amine Light Stabilizers.

Sekundære antioxidanter: Phosphit- og thioetherestere er sådanne typer forbindelser, som undertrykker hydroperoxider til ikke-radikale spaltninger og undgår de fremadgående trin i den oxidative kædemekanisme. En almindelig anvendt sekundær antioxidant er tris (2,4-di-tert-butylphenyl) phosphit, mærket som Irgafos 168 og distearyl thiodipropionate.

Trin 3: Optimering af formulering og behandling

Efter at have identificeret de mest effektive antioxidanter, er den næste kritiske opgave at optimere formuleringen og forarbejdningsparametrene. Dette indebærer at finde ud af det passende antal antioxidanter, der kræves, samt de bedste parametre for polymerdispergeringen af ​​antioxidanterne. Enten påfyldning af for meget eller for lidt af antioxidanterne kan også forhindre optimal ydeevne i enten ødelæggelse af materialets fysiske adfærd eller manglende succes med at yde effektiv beskyttelse.

Andre forarbejdningsparametre såsom temperatur, ekstruderingshastighed og blandingstid har også stor betydning for antioxidanternes effektivitet. For høje forarbejdningstemperaturer kan føre til nedbrydning af antioxidanterne, før de anvendes, mens utilstrækkelig blanding kan føre til forkert spredning af antioxidanterne, hvilket fører til svage punkter, som er mere tilbøjelige til at blive ældre.

Anbefalinger for specifikke applikationer

Hver applikation kræver en specifik tilgang med hensyn til den medfølgende antioxidant. For eksempel bør emballagematerialer, der udsættes for sollys, være udstyret med UV-stabilisatorer ud over antioxidanter. I betragtning af ovennævnte parametre kan autodele også bruge interne antioxidanter med højt smeltepunkt sammen med sekundære stabilisatorer.

Tynde film og fibre forventes at have mere dispersive lavmolekylære antioxidanter, hvorimod tyk og mere stiv plast forventes at have højmolekylære plug-in antioxidanter for langsigtede beskyttende virkninger. HALS er let den bedste mulighed til udendørs brug, da de ikke nedbrydes under UV-lys.

Konklusion

Håndtering af plastikproblemet fra aldringsaspektet er kompleks i sin natur og kræver en strategisk tilgang. Ved at overholde de tre trin screening og udvælgelse af materialerne, udvælgelse af de rigtige antioxidanter til materialerne og optimering af materialerne i formulering og forarbejdning, kan plastprodukternes levetid og ydeevne forbedres betydeligt af producenterne. De bedste antioxidanter til plast, der er egnet til særlige anvendelser, er valgt på en sådan måde, at plasten er i stand til at udføre og tjene deres funktioner og bevare deres udseende selv under ekstreme brugsforhold.