Trei pași pentru a rezolva problemele de îmbătrânire a plasticului: recomandări pentru cei mai buni antioxidanti România

Materialele plastice sunt o componentă vitală a aproape tuturor sferei activității umane, de la produse de înfrumusețare la componente auto și aerospațiale. Cu toate acestea, îmbătrânirea materialelor plastice sau deteriorarea de către diferite fenomene de mediu în timp – rămâne o problemă majoră. Acest articol oferă trei motive și soluții principale pentru problemele de îmbătrânire a plasticului și sugerează cei mai buni antioxidanți disponibili, pentru prevenirea acestor probleme.

Înțelegerea îmbătrânirii plasticului

Îmbătrânirea plasticului are loc în principal prin expunerea la factori de mediu precum lumina UV, oxigenul și căldura. Acești factori, pe măsură ce trece timpul, fac ca materialul să se decoloreze, să fie casant și există o pierdere gravitațională a majorității proprietăților mecanice. Radicalii liberi actioneaza ca instigatori ai proceselor de degradare. Acești radicali liberi acționează asupra structurii moleculelor de polimer, ducând la o serie de evenimente dăunătoare. Pentru a viza mai abil îmbătrânirea plasticului, este important să cunoaștem mecanismele și, de asemenea, potențialele ținte.

Pasul 1: Cererea inițială și selecția materialului

Primul pas pentru rezolvarea problemelor legate de îmbătrânirea plasticului este efectuarea unei verificări specifice a materialelor care urmează să fie utilizate. Factorii de mediu au efecte diferite asupra diferiților polimeri. Să luăm, de exemplu, în timp ce majoritatea polietilenei sunt predispuse la degradarea UV destul de mult, policarbonatii sunt mai rezistenti, dar pot fi totuși supuși deteriorării foto oxidative. Selecția materialului trebuie adaptată la aplicația în cauză și la condițiile de mediu așteptate în care va fi utilizat plasticul.

Screening-ul ar trebui să includă teste de îmbătrânire accelerată, care sunt teste care încearcă să prezică pe o perioadă scurtă de timp, performanța materialului pe o perioadă extinsă de utilizare într-un mediu natural. Aceste informații sunt utile într-o selecție de polimeri pentru a se potrivi aplicației dorite, deoarece oferă informații valoroase despre comportamentul materialului sub diferiți factori de stres. Și aceștia pot ajuta la o mai bună evaluare a numărului de antioxidanți și alți stabilizatori care trebuie încorporați.

Pasul 2: Alegerea antioxidanților potriviți

După identificarea materialului potrivit, următoarea sarcină este cum să selectați antioxidanții potriviți. Antioxidanții sunt importanți în amânarea procesului de îmbătrânire, deoarece acţionează direct asupra radicalilor liberi pentru a-i neutraliza sau a le inhiba activitatea. Antioxidanții sunt în continuare clasificați în primari și secundari, care sunt denumiți în mod operativ ca captatori de radicali și hidroperoxid de descompunere.

Antioxidanți primari: acești antioxidanți efectuează activitate de tip încălzire, cum ar fi fenolii împiedicați și aminele aromatice. Ei vânează metale tranziționale chelate, optimizând consumul de oxigen în fazele de început. Câteva exemple sunt hidroxitoluenul butilat (BHT) și difenilamina și unele amine împiedicate HALS, cum ar fi stabilizatorii de lumină cu amine împiedicate.

Antioxidanți secundari: Esterii fosfiților și tioeterelor sunt astfel de tipuri de compuși care suprimă hidroperoxizii în clivaje neradicale evitând etapele înainte ale mecanismului lanțului oxidativ. Un antioxidant secundar obișnuit utilizat este tris (2,4-di-tert-butilfenil) fosfit, denumit Irgafos 168 și tiodipropionatul de distearil.

Pasul 3: Optimizarea formulării și procesării

După identificarea celor mai eficienți antioxidanți, următoarea sarcină critică este optimizarea formulării și a parametrilor de procesare. Aceasta implică aflarea numărului adecvat de antioxidanți necesari, precum și a celor mai buni parametri pentru dispersia polimerică a antioxidanților. Fie încărcarea prea mult, fie prea puțină a antioxidanților poate preveni, de asemenea, performanța optimă, fie în distrugerea comportamentelor fizice ale materialului, fie eșecul de a asigura o protecție eficientă.

Alți parametri de prelucrare, cum ar fi temperatura, viteza de extrudare și timpul de amestecare sunt, de asemenea, de mare importanță asupra eficacității antioxidanților. Temperaturile excesive de procesare pot duce la dezintegrarea antioxidanților înainte de a fi utilizați, în timp ce amestecarea inadecvată poate duce la dispersia necorespunzătoare a antioxidanților, ceea ce duce la puncte slabe care sunt mai predispuse la îmbătrânire.

Recomandări pentru aplicații specifice

Fiecare aplicație necesită o abordare specifică în ceea ce privește antioxidantul furnizat. De exemplu, materialele de ambalare care sunt expuse la lumina soarelui ar trebui să fie echipate cu stabilizatori UV în plus față de antioxidanți. Având în vedere parametrii menționați mai sus, piesele auto pot folosi și antioxidanți interni cu punct de topire ridicat împreună cu stabilizatori secundari.

Filmele subțiri și fibrele sunt de așteptat să aibă antioxidanți mai dispersivi cu masă moleculară scăzută, în timp ce plasticele groase și mai rigide sunt preconizate să aibă antioxidanți plug-in cu masă moleculară mare pentru efecte de protecție pe termen lung. HALS sunt cu ușurință cea mai bună opțiune pentru utilizare în aer liber, deoarece nu se degradează sub lumina UV.

Concluzie

Tratarea problemei plastice din punctul de vedere al îmbătrânirii este complexă prin natura sa și necesită o abordare strategică. Prin aderarea la cele trei etape de screening și selecție a materialelor, selectarea antioxidanților potriviți pentru materiale și optimizarea materialelor în formulare și procesare, durata de viață și performanța produselor din plastic pot fi îmbunătățite foarte mult de către producători. Cei mai buni antioxidanți pentru materiale plastice care sunt potriviți pentru anumite aplicații sunt aleși în așa fel încât materialele plastice să își poată îndeplini și să-și îndeplinească funcțiile și să își păstreze aspectul chiar și în condiții extreme de utilizare.