Tre trinn for å løse plastiske aldringsproblemer: anbefalinger for de beste antioksidantene Norge

Plast er en viktig komponent i nesten alle sfærer av menneskelig aktivitet, fra skjønnhetsprodukter til bil- og romfartskomponenter. Likevel er aldring av plastmaterialer eller forringelse av ulike miljøfenomener over tid fortsatt et stort problem. Denne artikkelen gir tre hovedårsaker og løsninger på plastaldringsproblemene og foreslår de beste tilgjengelige antioksidantene for å forhindre slike problemer.

Forstå plast aldring

Plastisk aldring skjer for det meste gjennom eksponering for miljøfaktorer som UV-lys, oksygen og varme. Disse faktorene som tiden går, gjør materialet misfarget, sprøtt og det er gravitasjonstap av de fleste mekaniske egenskaper. Frie radikaler fungerer som pådrivere for nedbrytningsprosessene. Disse frie radikalene virker på strukturen til polymermolekylene, og fører til en rekke skadelige hendelser. For å målrette plastaldring mer dyktig, er det viktig å kjenne til mekanismene og også de potensielle målene.

Trinn 1: Innledende screening og materialvalg

Det aller første trinnet for å løse problemene med plastaldring er å utføre spesifikk screening av materialene som skal brukes. Miljøfaktorer har forskjellige effekter på forskjellige polymerer. Ta for eksempel, mens de fleste polyetylen er utsatt for UV-nedbrytning ganske mye, er polykarbonater mer hardføre, men kan fortsatt bli utsatt for fotooksidativ forringelse. Materialvalg bør tilpasses den aktuelle applikasjonen og forventede miljøforhold plasten skal brukes under.

Screening bør inkludere akselererte aldringstester, som er tester som prøver å forutsi over en kort periode, ytelsen til materialet over en lengre tids bruk i et naturlig miljø. Denne informasjonen er nyttig i et utvalg polymerer for å passe den ønskede applikasjonen, da den gir verdifull informasjon om materialoppførsel under forskjellige stressfaktorer. Og disse kan bidra til å gjøre en bedre vurdering av antall antioksidanter og andre stabilisatorer som skal inkorporeres.

Trinn 2: Velg de riktige antioksidantene

Etter å ha identifisert det riktige materialet, er neste oppgave hvordan du velger de riktige antioksidantene. Antioksidanter er viktige for å utsette aldringsprosessen da de virker direkte på frie radikaler for å nøytralisere dem eller hemme deres aktivitet. Antioksidanter er videre kategorisert i primære og sekundære som er operativt referert til som radikale scavengers og hydroperoxide-nedbrytere.

Primære antioksidanter: Disse antioksidantene utfører oppvarmingsaktivitet som hindrede fenoler og aromatiske aminer. De jakter på chelaterende overgangsmetaller som optimaliserer oksygenforbruket i de første fasene. Noen eksempler er butylert hydroksytoluen (BHT) og difenylamin og noen hindrede aminer HALS som Hindered Amine Light Stabilizers.

Sekundære antioksidanter: Fosfitt- og tioeterestere er slike typer forbindelser som undertrykker hydroperoksider til ikke-radikale spaltninger og unngår de fremadgående trinnene i den oksidative kjedemekanismen. En vanlig sekundær antioksidant som brukes er tris (2,4-di-tert-butylfenyl) fosfitt, merket som Irgafos 168 og distearyl thiodipropionate.

Trinn 3: Optimalisering av formulering og prosessering

Etter å ha identifisert de mest effektive antioksidantene, er den neste kritiske oppgaven å optimalisere formuleringen og prosessparameterne. Dette innebærer å finne ut det tilstrekkelige antallet antioksidanter som kreves, samt de beste parametrene for polymerdispersjonen av antioksidantene. Enten lasting av for mye eller for lite av antioksidantene kan også forhindre optimal ytelse i enten ødeleggelse av den fysiske oppførselen til materialet eller svikt i å lykkes med å gi effektiv beskyttelse.

Andre prosessparametere som temperatur, ekstruderingshastighet og blandetid er også av stor betydning for effektiviteten til antioksidantene. For høye temperaturer ved behandling kan føre til oppløsning av antioksidantene før de brukes, mens utilstrekkelig blanding kan føre til feil spredning av antioksidantene som fører til svake punkter som er mer utsatt for alder.

Anbefalinger for spesifikke applikasjoner

Hver applikasjon krever en spesifikk tilnærming når det gjelder antioksidanten som tilbys. For eksempel bør emballasjematerialer som utsettes for sollys være utstyrt med UV-stabilisatorer i tillegg til antioksidanter. Gitt parametrene nevnt ovenfor, kan bildeler også bruke interne antioksidanter med høyt smeltepunkt sammen med sekundære stabilisatorer.

Tynne filmer og fibre forventes å ha mer dispersive antioksidanter med lav molekylmasse, mens tykk og mer stiv plast er tenkt å ha plug-in antioksidanter med høy molekylmasse for langsiktige beskyttende effekter. HALS er lett det beste alternativet for utendørs bruk siden de ikke brytes ned under UV-lys.

konklusjonen

Å håndtere plastproblemet fra aldringsaspektet er kompleks i sin natur og krever en strategisk tilnærming. Ved å følge de tre trinnene screening og valg av materialene, velge de riktige antioksidantene for materialene, og optimalisere materialene i formulering og prosessering, kan levetiden og ytelsen til plastprodukter forbedres betraktelig av produsentene. De beste antioksidantene for plast som er egnet for spesielle bruksområder er valgt på en slik måte at plasten er i stand til å utføre og tjene sine funksjoner og beholde sitt utseende selv under ekstreme bruksforhold.