Tri koraka za rješavanje problema starenja plastike: Preporuke za najbolje antioksidante

Plastika je ključni element skoro svake sfere ljudske djelatnosti, od kosmetičkih proizvoda do komponenti u automobilskoj i aerokosmičkoj industriji. Ipak, starenje plastike ili deteroracija prouzrokovana različitim okolišnjim pojavama tijekom vremena — ostaje veliki problem. Ovaj članak daje tri glavna razloga i rješenja problema starenja plastike te prijedlaže najbolje raspoložive antioksidante za sprečavanje takvih problema.

Razumijevanje starenja plastike

Starenje plastike, uglavnom se događa izloženjem okolišnjim faktorima poput UV zraka, kiseonika i topline. Ti faktori tijekom vremena uzrokuju promjenu boje materijala, postaje krhotav te dolazi do znatne gube većine mehaničkih svojstava. Slobodni radicali djeluju kao podstičnici procesa degradacije. Ovi slobodni radicali djeluju na strukturu polimernih molekula, što vodi serijom štetnih događaja. Kako bismo efikasnije pristupili starenju plastike, važno je upoznati mehanizme te također potencijalne ciljeve.

Korak 1: Početno testiranje i odabir materijala

Prvi korak za rješavanje problema vezanih uz starenje plastike je izvršiti specifično testiranje materijala koji će se koristiti. Environska faktora imaju različite utjecaje na različite polimere. Na primjer, iako su većina vrsta polie tilena podložna UV degradaciji, polikarbunati su čvršći, ali ipak mogu biti podložni fotooksidativnom štetama. Odabir materijala treba prilagoditi namjeni upotrebe i očekivanim environskim uvjetima u kojima će se plastika koristiti.

Testiranje trebalo bi uključivati akcelerirane starije tests, koji su testovi koji pokušavaju predvidjeti u kratkom vremenu, performansu materijala tijekom dugačkog perioda korištenja u prirodnim uvjetima. Ova informacija je korisna za odabir polimera kako bi se zadovoljio željeni namjena jer pruža cijenjivu informaciju o ponašanju materijala pod različitim stresorima. A ti mogu pomoći donijeti bolju odluku o broju antikiseline i drugih stabilizatora koje treba ugraditi.

Korak 2: Izbor prave antikiseline

Nadeno što je pravi materijal, sljedeći zadatak je kako odabrati prave antikiseline. Antikiseline su važne u odgođanju procesa starenja jer direktno djeluju na slobodne radical te ih neutraliziraju ili sprečavaju njihovu aktivnost. Antikiseline se dalje kategoriziraju u primarne i sekundarne koje su operativno nazvane skupitelji radikal i hidroperoksida raspadnici.

Glavni antioxidanti: Ovi antioxidanti obavljaju aktivnosti poput zagrijavanja, kao što su preprečeni fenoli i aromatični aminovi. Oni lovačeći prelazne metale optimiziraju potrošnju kisika u početnim fazama. Neki primjeri su butilirani hidroksitoluene (BHT) i diphenylamin te neki preprečeni aminovi HALS kao što su Stabilizatori Svjetlosti Preprečenih Amina.

Sporedni antioxidanti: Fosfiti i tioeter esteri su takvi spojevi koji prigušuju hidroperokside u neproizvodne štapanje izbjegavajući napredne korake u lančanoj mehanizmi oksidacije. Uobičajeni sporedni antioxidant koji se koristi je tris (2,4-di-terc-butilfenil) fosfit, brendiran kao Irgafos 168 i distearyl tiodipropionat.

Korak 3: Optimizacija formuliranja i obrade

Nakon što se identificiraju najučinkovitije antioksidante, sljedeći ključni zadatak je optimizacija formulacije i parametara obrade. To uključuje utvrđivanje odgovarajućeg broja potrebnih antioksidanti te najboljih parametara za disperziju antioksidanti u polimeru. Bilo preveliki bilo premali unos antioksidanti također može sprečiti optimalno djelovanje, bilo zbog uništavanja fizičkih svojstava materijala, bilo zbog neuspjeha u pružanju učinkovite zaštite.

Ostali parametri obrade, kao što su temperatura, brzina ekstruzije i vrijeme miješanja, također su od velike važnosti za učinkovitost antioksidanti. Previše visoke temperature tijekom obrade mogu dovesti do raspadanja antioksidanti prije nego što se koriste, dok je nedovoljno miješanje uzrok nepravilnoj disperziji antioksidanti, što dovodi do slabičnih mjesta koje su osjetljivija na starenje.

Preporuke za specifične primjene

Svaka aplikacija zahtjeva posebni pristup u smislu antioxidanta koji se nudi. Na primjer, materijali za pakiranje koji su izloženi sunčevim zracima trebaju imati UV stabilizatore osim antioxidantaca. U svjetlu navedenih parametara, automobilski dijelovi također mogu koristiti unutarnje antioxidantae s visokom točkom taljenja uz sekundarne stabilizatore.

Tanka plinska i vlakna očekuju da imaju disperzivnije抗氧化antioxidante s nizom molekularnom masom, dok su deblja i čvršća plastika zamisljena da imaju antioxidantae s visokom molekularnom masom za dugoročne zaštitne efekte. HALS su lako najbolja opcija za vanjsku upotrebu jer se ne razlagaju pod utjecajem UV zraka.

Zaključak

Rješavanje problema plastike s aspekta starenja je po prirodi složeno i zahtijeva strategijski pristup. Prilagođivanjem se tri koraka: presjek i odabir materijala, odabir odgovarajućih antioksidanta za materijale te optimizacija materijala u formuliranju i obradi, proizvođači mogu znatno poboljšati životni vijek i performanse plastinih proizvoda. Najbolji antioksidanti za plastične materijale koji su prilagođeni određenim primjenama biraju se tako da plastični materijali mogu izvršavati svoje funkcije i zadržavati svoj izgled čak i u ekstremnim uvjetima korištenja.