플라스틱 노화 문제를 해결하는 세 가지 단계: 최고의 항산화제에 대한 권장 사항

플라스틱은 미용 제품에서 자동차 및 항공 우주 부품에 이르기까지 거의 모든 인간 활동 분야에서 중요한 구성 요소입니다. 그러나 시간이 지남에 따라 플라스틱 재료의 노화나 다양한 환경적 현상으로 인한 열화는 여전히 주요 문제입니다. 본 문서에서는 플라스틱 노화 문제에 대한 세 가지 주요 원인과 해결책을 제시하며, 이러한 문제를 방지하기 위한 최고의 항산화제를 제안합니다.

플라스틱 노화 이해하기

플라스틱의 노화는 주로 자외선, 산소 및 열과 같은 환경 요인에 노출됨으로써 발생합니다. 이러한 요인들은 시간이 지남에 따라 재료를 변색시키고Brittle하게 만들며 대부분의 기계적 특성이 크게 손실됩니다. 자유 라디칼은 이러한 분해 과정을 촉진하는 역할을 합니다. 이 자유 라디칼은 폴리머 분자의 구조에 작용하여 일련의 해로운 사건들을 초래합니다. 플라스틱의 노화를 보다 효과적으로 다루기 위해서는 메커니즘과 잠재적인 대상에 대해 이해하는 것이 중요합니다.

단계 1: 초기 선별 및 재료 선택

플라스틱 노화와 관련된 문제를 해결하기 위한 첫 번째 단계는 사용할 재료에 대한 특정 선별을 수행하는 것입니다. 환경 요인은 다양한 중합체에 다른 영향을 미칩니다. 예를 들어, 대부분의 폴리에틸렌은 UV 분해에 상당히 취약하지만, 폴리카보네이트는 더 튼튼한 편이지만 여전히 광 산화로 인한 손상이 발생할 수 있습니다. 재료 선택은 해당 응용 프로그램과 플라스틱이 사용될 것으로 예상되는 환경 조건에 맞추어야 합니다.

스크리닝은 자연 환경에서 장기간 사용 시 재료의 성능을 예측하려는 가속화된 노화 테스트를 포함해야 합니다. 이 정보는 다양한 스트레스 요인 아래에서의 재료 행동에 대한 유용한 정보를 제공하므로, 적합한 폴리머를 선택하는 데 도움이 됩니다. 이러한 정보는 안티옥시던트와 기타 안정제의 양을 결정하는 데 더 나은 판단을 할 수 있도록 도와줍니다.

단계 2: 적절한 안티옥시던트 선택하기

적합한 재료를 식별한 후, 다음 작업은 적절한 안티옥시던트를 선택하는 것입니다. 안티옥시던트는 자유 라디칼을 직접 작동하여 이를 중화하거나 활동을 억제함으로써 노화 과정을 지연시키는 데 중요합니다. 안티옥시던트는-primary 및 secondary로 더 분류되며, 이를 운영적으로 라디칼 청소기와 과산화수소 분해물질이라고 부릅니다.

주요 항산화제: 이러한 항산화제는 방해형 페놀 및 아로마틱 아민과 같은 워밍업 활동을 수행합니다. 그들은 초기 단계에서 산소 소비를 최적화하기 위해 전이 금속을 사냥하고 결합합니다. 몇 가지 예로는 부틸화 하이드록시톨루엔(BHT), 디페닐 아민 및 일부 방해형 아민 HALS(방해형 아민 광 안정제)가 있습니다.

보조 항산화제: 포스파이트 및 티오에터 에스터는 수소퍼옥사이드를 비라디칼 분리로 억제하여 산화 연쇄 메커니즘의 전진 과정을 피하는 화합물입니다. 일반적으로 사용되는 보조 항산화제는 트리스(2,4-디-tert-부틸페닐) 포스파이트로, Irgafos 168이라는 브랜드명으로 판매되며, 디스테아릴 티오디프로피온산도 있습니다.

단계 3: 조성물 및 처리 최적화

가장 효율적인 항산화제를 식별한 후, 다음 중요한 작업은 공식화와 처리 매개변수를 최적화하는 것입니다. 이는 항산화제의 적절한 양과 폴리머 내 항산화제 분산에 가장 좋은 매개변수를 찾는 것을 포함합니다. 항산화제를 너무 많이 또는 너무 적게 첨가하면 물질의 물리적 특성이 파괴되거나 효과적인 보호를 제공하는 데 실패할 수 있어 최적의 성능을 방해할 수 있습니다.

온도, 압출 속도 및 혼합 시간과 같은 기타 처리 매개변수도 항산화제의 효과에 큰 영향을 미칩니다. 과도한 처리 온도는 항산화제가 사용되기 전에 분해되는 원인이 될 수 있으며, 충분하지 않은 혼합은 약점이 생기게 하고 노화에 더 취약하게 만들 수 있습니다.

특정 응용 프로그램에 대한 권장 사항

각 응용 분야는 제공된 항산화제에 따라 특정 접근 방식을 필요로 합니다. 예를 들어, 태양광에 노출되는 포장재는 항산화제 외에도 자외선 안정제가 장착되어야 합니다. 위에서 언급한 매개변수들을 고려할 때, 자동차 부품은 2차 안정제와 함께 내부 고融점 항산화제를 사용할 수 있습니다.

박막과 섬유는 분산이 더 잘 되는 저분자량 항산화제가 필요할 것으로 예상됩니다. 반면에 두껍고 더 단단한 플라스틱은 장기적인 보호 효과를 위해 고분자량 플러그인 항산화제가 필요할 것입니다. HALS는 자외선 아래에서도 분해되지 않으므로 실외 사용에 있어 가장 좋은 선택지입니다.

결론

노화 측면에서 플라스틱 문제를 다루는 것은 본질적으로 복잡하며 전략적인 접근이 필요합니다. 물질의 선별 및 선택, 적절한 항산화제 선택, 공식화 및 가공에서의 물질 최적화라는 세 단계를 준수함으로써 제조업체는 플라스틱 제품의 수명과 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다. 특정 응용 분야에 적합한 최고의 플라스틱 항산화제는 극단적인 사용 조건에서도 플라스틱이 기능을 수행하고 역할을 수행하면서 외관을 유지할 수 있도록 선택됩니다.