Три корака за решавање проблема старења пластике: препоруке за најбоље антиоксиданте Србија

Пластика је витална компонента готово сваке сфере људске активности, од козметичких производа до аутомобилских и ваздухопловних компоненти. Ипак, старење пластичних материјала или пропадање услед различитих еколошких појава током времена – остаје велики проблем. Овај чланак даје три главна разлога и решења за проблеме старења пластике и предлаже најбоље доступне антиоксиданте за спречавање таквих проблема.

Разумевање пластичног старења

Старење пластике се углавном дешава услед излагања факторима животне средине као што су УВ светлост, кисеоник и топлота. Ови фактори, како време пролази, чине материјал обезбојеним, крхким и долази до губитка већине механичких својстава због гравитације. Слободни радикали делују као покретачи процеса деградације. Ови слободни радикали делују на структуру молекула полимера, што доводи до низа штетних догађаја. Да бисмо вештије циљали на старење пластике, важно је познавати механизме и потенцијалне мете.

Корак 1: Почетни скрининг и избор материјала

Први корак за решавање проблема у вези са старењем пластике је спровођење специфичног скрининга материјала који ће се користити. Фактори животне средине имају различите ефекте на различите полимере. Узмимо на пример, док је већина полиетилена прилично склона УВ деградацији, поликарбонати су отпорнији, али и даље могу бити подвргнути фото-оксидативном пропадању. Избор материјала треба да буде прилагођен конкретној примени и очекиваним условима животне средине у којима ће се пластика користити.

Скрининг треба да обухвати тестове убрзаног старења, који су тестови који покушавају да предвиде у кратком временском периоду перформансе материјала током дужег периода употребе у природном окружењу. Ове информације су корисне у избору полимера који одговарају жељеној примени јер дају вредне информације о понашању материјала под различитим стресорима. И ово може помоћи да се боље процени број антиоксиданата и других стабилизатора који треба да се уграде.

Корак 2: Одабир правих антиоксиданата

Након што смо идентификовали прави материјал, следећи задатак је како одабрати праве антиоксиданте. Антиоксиданси су важни у одлагању процеса старења јер раде директно на слободним радикалима како би их неутралисали или инхибирали њихову активност. Антиоксиданси су даље категорисани на примарне и секундарне који се оперативно називају хватачи радикала и разлагачи хидро пероксида.

Примарни антиоксиданси: Ови антиоксиданси врше активност типа загревања, као што су ометани феноли и ароматични амини. Они лове хелирајуће прелазне метале оптимизујући потрошњу кисеоника у почетним фазама. Неки примери су бутиловани хидрокситолуен (БХТ) и дифенил амин и неки отежани амини ХАЛС као што су ометани амински светлосни стабилизатори.

Секундарни антиоксиданси: Фосфит и тиоетар естри су такве врсте једињења која потискују хидропероксиде у нерадикалне цепање избегавајући напредне кораке механизма оксидативног ланца. Уобичајени секундарни антиоксиданс који се користи је трис (2,4-ди-терц-бутилфенил) фосфит, означен као Иргафос 168 и дистеарил тиодипропионат.

Корак 3: Оптимизација формулације и обраде

Након идентификације најефикаснијих антиоксиданата, следећи критични задатак је оптимизација формулације и параметара обраде. Ово укључује проналажење адекватног броја потребних антиоксиданата, као и најбољих параметара за полимерну дисперзију антиоксиданата. Превише или премало антиоксиданата такође може спречити оптималне перформансе у уништавању физичког понашања материјала или неуспеху у обезбеђивању ефикасне заштите.

Други параметри обраде као што су температура, брзина екструзије и време мешања такође су од велике важности за ефикасност антиоксиданата. Превисоке температуре обраде могу довести до распадања антиоксиданата пре него што се искористе, док неадекватно мешање може довести до неправилне дисперзије антиоксиданата што доводи до слабих тачака које су склоније старењу.

Препоруке за специфичне примене

Свака апликација захтева посебан приступ у погледу антиоксиданса који се обезбеђује. На пример, материјали за паковање који су изложени сунчевој светлости треба да буду опремљени УВ стабилизаторима поред антиоксиданата. С обзиром на горе поменуте параметре, аутомобилски делови такође могу да користе унутрашње антиоксиданте високе тачке топљења заједно са секундарним стабилизаторима.

Очекује се да танки филмови и влакна имају више дисперзивних антиоксиданата ниске молекуларне масе, док се за дебелу и чвршћу пластику предвиђа да имају антиоксидансе високе молекуларне масе за дуготрајне заштитне ефекте. ХАЛС су лако најбоља опција за спољашњу употребу јер се не разграђују под УВ светлом.

Zakljucak

Суочавање са проблемом пластике са аспекта старења је сложено по својој природи и захтева стратешки приступ. Придржавајући се три корака скрининга и одабира материјала, одабиром правих антиоксиданата за материјале и оптимизацијом материјала у формулацији и преради, произвођачи могу значајно побољшати животни век и перформансе пластичних производа. Најбољи антиоксиданси за пластику који су погодни за посебне примене бирају се на такав начин да пластика може да обавља и служи своје функције и да задржи свој изглед чак и у екстремним условима употребе.