Tri koraka za rješavanje problema starenja plastike: Preporuke za najbolje antioksidanse Hrvatska

Plastika je vitalna komponenta gotovo svake sfere ljudske aktivnosti, od kozmetičkih proizvoda do automobilskih i zrakoplovnih komponenti. Pa ipak, starenje plastičnih materijala ili propadanje uslijed različitih pojava iz okoliša tijekom vremena — ostaje veliki problem. Ovaj članak daje tri glavna razloga i rješenja za probleme starenja plastike i predlaže najbolje dostupne antioksidanse za sprječavanje takvih problema.

Razumijevanje starenja plastike

Starenje plastike uglavnom se događa kroz izlaganje čimbenicima iz okoliša poput UV svjetla, kisika i topline. Ovi čimbenici kako vrijeme prolazi, čine materijal promijenjenom bojom, krhkim i dolazi do gubitka većine mehaničkih svojstava zbog gravitacije. Slobodni radikali djeluju kao pokretači procesa razgradnje. Ovi slobodni radikali djeluju na strukturu polimernih molekula, dovodeći do niza štetnih događaja. Kako bismo se vještije uhvatili u koštac sa starenjem plastike, važno je poznavati mehanizme, ali i potencijalne mete.

Korak 1: Početni pregled i odabir materijala

Prvi korak za rješavanje problema u vezi sa starenjem plastike je provođenje specifičnog pregleda materijala koji će se koristiti. Čimbenici okoliša imaju različite učinke na različite polimere. Uzmimo za primjer, dok je većina polietilena prilično sklona UV degradaciji, polikarbonati su otporniji, ali još uvijek mogu biti podvrgnuti fotooksidativnom propadanju. Odabir materijala treba prilagoditi predmetnoj primjeni i očekivanim uvjetima okoline u kojima će se plastika koristiti.

Pregled bi trebao uključivati ​​testove ubrzanog starenja, koji su testovi koji pokušavaju predvidjeti tijekom kratkog vremenskog razdoblja, performanse materijala tijekom duljeg razdoblja uporabe u prirodnom okruženju. Ove informacije su korisne u odabiru polimera koji odgovaraju željenoj primjeni jer daju vrijedne informacije o ponašanju materijala pod različitim stresorima. A oni mogu pomoći u boljem prosuđivanju broja antioksidansa i drugih stabilizatora koje treba ugraditi.

Korak 2: Odabir pravih antioksidansa

Nakon što smo identificirali pravi materijal, sljedeći zadatak je kako odabrati prave antioksidanse. Antioksidansi su važni u odgađanju procesa starenja budući da izravno djeluju na slobodne radikale kako bi ih neutralizirali ili inhibirali njihovu aktivnost. Antioksidansi se dalje kategoriziraju u primarne i sekundarne koji se operativno nazivaju hvatači radikala i razlagači hidroperoksida.

Primarni antioksidansi: Ovi antioksidansi obavljaju aktivnost tipa zagrijavanja kao što su ometeni fenoli i aromatski amini. Oni love kelirajuće prijelazne metale optimizirajući potrošnju kisika u početnim fazama. Neki primjeri su butilirani hidroksitoluen (BHT) i difenil amin i neki ometeni amini HALS kao što su ometeni amini svjetlosni stabilizatori.

Sekundarni antioksidansi: Fosfitni i tioeterski esteri su takve vrste spojeva koji potiskuju hidroperokside u neradikalsko cijepanje izbjegavajući napredne korake mehanizma oksidativnog lanca. Uobičajeni sekundarni antioksidans koji se koristi je tris (2,4-di-tert-butilfenil) fosfit, označen kao Irgafos 168 i distearil tiodipropionat.

Korak 3: Optimiziranje formulacije i obrade

Nakon identificiranja najučinkovitijih antioksidansa, sljedeći kritični zadatak je optimizacija formulacije i parametara obrade. To uključuje pronalaženje odgovarajućeg broja potrebnih antioksidansa, kao i najboljih parametara za polimernu disperziju antioksidansa. Unošenje previše ili premalo antioksidansa također može spriječiti optimalnu izvedbu u uništavanju fizičkog ponašanja materijala ili neuspjehu u pružanju učinkovite zaštite.

Ostali parametri obrade kao što su temperatura, brzina ekstruzije i vrijeme miješanja također su od velike važnosti za učinkovitost antioksidansa. Previsoke temperature obrade mogu dovesti do raspadanja antioksidansa prije nego što se iskoriste, dok neadekvatno miješanje može dovesti do nepravilne disperzije antioksidansa što dovodi do slabih točaka koje su sklonije starenju.

Preporuke za specifične primjene

Svaka primjena zahtijeva specifičan pristup u smislu unesenog antioksidansa. Na primjer, materijali za pakiranje koji su izloženi sunčevoj svjetlosti trebaju biti opremljeni UV stabilizatorima uz antioksidanse. S obzirom na gore navedene parametre, automobilski dijelovi također mogu koristiti interne antioksidanse s visokim talištem zajedno sa sekundarnim stabilizatorima.

Očekuje se da će tanki filmovi i vlakna imati više disperzivnih antioksidansa niske molekularne mase, dok se za debelu i čvršću plastiku predviđa da imaju dodatne antioksidante visoke molekularne mase za dugoročne zaštitne učinke. HALS su jednostavno najbolja opcija za vanjsku upotrebu budući da se ne razgrađuju pod UV svjetlom.

Zaključak

Suočavanje s problemom plastike s aspekta starenja složeno je po svojoj prirodi i zahtijeva strateški pristup. Pridržavajući se tri koraka pregleda i odabira materijala, odabira pravih antioksidansa za materijale i optimiziranja materijala u formulaciji i obradi, proizvođači mogu uvelike produžiti životni vijek i učinkovitost plastičnih proizvoda. Najbolji antioksidansi za plastiku koji su prikladni za određene primjene biraju se na takav način da plastika može obavljati i služiti svojim funkcijama te zadržati svoj izgled čak iu ekstremnim uvjetima uporabe.