Trei pași pentru a rezolva problemele de îrstorie a plasticului: Recomandări privind cele mai bune antioxidanți

Plasticurile sunt un component vital aproape al fiecărei sfere de activitate umană, de la produse cosmaceutice până la componente automotive și aerospațiale. Cu toate acestea, îrstoria materialelor plastice sau deterioarea prin diferite fenomene climatice pe parcursul timpului - rămâne o problemă majoră. Acest articol oferă trei cauze principale și soluții pentru problemele legate de îrstorie a plasticului și sugerează cele mai bune antioxidanți disponibile, pentru prevenirea acestor probleme.

Înțelegerea îrstoriei plasticului

Invecirea plasticului, are loc în principal prin expunerea la factori enviromentali precum lumina UV, oxigenul și căldura. Aceste factori, pe măsură ce trec timpul, determină schimbarea culorii materialelor, acestea devin fragilizate și există o pierdere semnificativă a proprietăților mecanice. Radicalii liberi acționează ca provocatori ai proceselor de degradare. Aceștia influențează structura moleculelor de polimer, ducând la o serie de evenimente detrimentale. Pentru a aborda mai eficient invecirea plasticului, este important să se cunoască mecanismele și, de asemenea, potențialele ținte.

Pasul 1: Screening inițial și selecție material

Prima etapă esențială pentru rezolvarea problemelor legate de îmbătrânirea plasticului este să se efectueze un testare specifică a materialelor de utilizat. Factorii enviromentali au efecte diferite asupra diferitelor polimere. De exemplu, în timp ce majoritatea polietilenelor sunt predispuase la degradarea printr-UV considerabil, poliocarbonatul este mai rezistent, dar poate totusi suferi din cauza deteriorării fotooxidative. Selectarea materialului trebuie să fie adaptată aplicației respective și condițiilor mediului în care va fi folosit plasticul.

Screening ar trebui să includă teste de îmbătrânire accelerată, care sunt teste care încearcă să prezică într-un interval scurt de timp, performanța materialelor pe o perioadă mai lungă de utilizare într-un mediu natural. Această informație este utilă în selectarea polimerelor pentru a se potrivi aplicației dorite, deoarece oferă informații valoroase privind comportamentul materialului sub diferite factori de stres. Acestea pot să ajute la luarea unei decizii mai bune cu privire la cantitatea de antioxidanți și alte stabilizatoare care trebuie incluși.

Pasul 2: Alegerea antioxidanților potrivii

Având identificat materialul potrivit, următoarea sarcină este cum să se aleagă antioxidanții potriviți. Antioxidanții sunt importanți în amânat procesul de îmbătrânire, deoarece acționează direct asupra radicalilor liberi pentru a-i neutraliza sau inhiba activitatea lor. Antioxidanții sunt clasificați mai departe în primari și secundari, care sunt operațional denumiți captori de radicali și decompozitori de hidroperoxid.

Antioxidanți Primari: Acești antioxidanți efectuează activități de tip încălzire, cum ar fi fenole împiedicate și amines aromatice. Ei urmăresc metalii de tranziție prin chelare, optimizând consumul de oxigen în fazele inițiale. Unele exemple sunt hidroxitoluol butilat (BHT) și diphenyl amine și unele amines împiedicate HALS, cum ar fi Stabilizatoare Luminoase cu Amine Împiedicate.

Antioxidanți Secundari: Fosfitele și esterii tieter sunt astfel de compuși care suprimă hidroperoxidii în scinderi ne-radicale, evitând pașii inițiali ai mecanismului lanț oxidativ. Un antioxidant secundar comun folosit este tris (2,4-di-tert-butilfenil) fosfit, comercializat ca Irgafos 168 și distearyl thiodipropionate.

Pasul 3: Optimizarea Formulației și Procesării

După identificarea antioxidanților cei mai eficienți, următoarea sarcină crucială este de a optimiza formulația și parametrii de prelucrare. Acest lucru implică găsirea numărului adecvat de antioxidanți necesari precum și a celor mai bune parametri pentru dispersia polimerică a antioxidanților. Fie că se adaugă prea puțini sau prea mulți antioxidanți, ambele situații pot să prevină performanța optimă, fie prin distrugerea comportamentelor fizice ale materialelor, fie prin eșecul în a oferi o protecție eficientă.

Alți parametri de prelucrare, cum ar fi temperatura, viteza de extruziune și timpul de amestec, sunt de asemenea de o mare importanță pentru eficacitatea antioxidanților. Temperaturi excessive de prelucrare pot duce la descompunerea antioxidanților înainte să fie utilizați, în timp ce un amestec insuficient poate provoca o dispersie incorectă a antioxidanților, ceea ce duce la puncte slabe care sunt mai predispuși să îmbătrânească.

Recomandări pentru aplicații specifice

Fiecare aplicație necesită un abordare specifică în ceea ce privește antioxidantul oferit. De exemplu, materialele de ambalaj care sunt expuse la lumina solară ar trebui să fie dotate cu stabilizatori UV, pe lângă antioxidanți. Având în vedere parametrii menționați mai sus, piesele automobile pot folosi de asemenea antioxidanți interni cu punct mare de topire împreună cu stabilizatori secundari.

Filmele și firele subțiri se așteaptă să aibă antioxidanți cu masă moleculară mică mai dispersive, în timp ce plasticele mai groase și mai rigide sunt concepute să aibă antioxidanți cu masă moleculară ridicată pentru efecte protective pe termen lung. HALS sunt cu mult cea mai bună opțiune pentru utilizarea în aer liber, deoarece nu se deteriorează sub lumină UV.

Concluzie

Abordarea problemei plastinelor din perspectiva îmbătrânirii este complexă în natură și necesită o abordare strategică. Prin respectarea celor trei pași ai ecranei și selecției materialelor, alegerea antioxidanților potriviti pentru aceste materiale și optimizarea acestora în formulare și procesare, durata de viață și performanța produselor plastice poate fi îmbunătățită semnificativ de către producători. Cele mai bune antioxidanți pentru plastici, care sunt potriviți pentru anumite aplicații, sunt aleși astfel încât plasticle să poată să funcționeze și să își asigure rolurile, menținând și aspectul chiar în condiții extreme de utilizare.