Enbalatzeko materialaren ezagutza - Zerk eragiten du plastikozko produktuen kolore-aldaketa?

• Lehengaien degradazio oxidatiboak tenperatura altuan moldatzen direnean kolorea aldatzea eragin dezake;
• Tenperatura altuan koloratzailea desegitea plastikozko produktuen kolorea deuseztatzea eragingo du;
• Koloratzailearen eta lehengaien edo gehigarrien arteko erreakzio kimikoak kolorazioa eragingo du;
• Gehigarrien arteko erreakzioak eta gehigarrien oxidazio automatikoak kolore aldaketak eragingo ditu;
• Argiaren eta beroaren eraginez pigmentu koloratzaileen tautomerizazioak produktuen kolore aldaketak eragingo ditu;
• Airearen kutsatzaileek plastikozko produktuetan aldaketak eragin ditzakete.

1. Plastikozko Moldeak eragindakoa

1) Lehengaien degradazio oxidatiboak tenperatura altuan moldatzen direnean kolorea aldatzea eragin dezake

Plastikozko moldura prozesatzeko ekipoen berogailu-eraztun edo berogailu-plaka beti berotze-egoeran dagoenean kontroletik kanpo dagoelako, erraza da tokiko tenperatura altuegia izatea, eta horrek lehengaia tenperatura altuan oxidatu eta deskonposatzen du. Beroarekiko sentikorrak diren plastiko horientzat, hala nola PVCa, errazagoa da Fenomeno hau gertatzen denean, larria denean, erre eta horia edo beltz bihurtuko da, molekular baxuko lurrunkorren kopuru handi bat gainezka eginez.

Degradazio honek bezalako erreakzioak barne hartzen ditudespolimerizazioa, ausazko kate-zisketa, albo-taldeak eta pisu molekular baxuko substantziak kentzea.

• Despolimerizazioa

Ebaketa-erreakzioa kate-lotura terminalean gertatzen da, eta kate-lotura banan-banan erortzen da eta sortutako monomeroa azkar hegaztitzen da. Une honetan, pisu molekularra oso poliki aldatzen da, katearen polimerizazioaren alderantzizko prozesua bezala. Esaterako, metil metakrilatoaren despolimerizazio termikoa.

• Ausazko katearen ebakidura (degradazioa)

Ausazko hausturak edo ausazko hautsitako kateak ere ezagutzen dira. Indar mekanikoaren, energia handiko erradiazioen, ultrasoinu-uhinen edo erreaktibo kimikoen eraginez, polimero-katea puntu finkorik gabe hausten da pisu molekular baxuko polimero bat sortzeko. Polimeroak degradatzeko moduetako bat da. Polimero-katea ausaz degradatzen denean, pisu molekularra azkar jaisten da eta polimeroaren pisu galera oso txikia da. Adibidez, polietilenoaren, polienoaren eta poliestirenoaren degradazio-mekanismoa ausazko degradazioa da batez ere.

PE bezalako polimeroak tenperatura altuetan moldatzen direnean, kate nagusiaren edozein posizio hautsi daiteke eta pisu molekularra azkar jaisten da, baina monomeroaren etekina oso txikia da. Erreakzio mota honi ausazko kate-erreakzioa deitzen zaio, batzuetan degradazioa deitzen zaio, polietilenoa Kate-ebakiduraren ondoren sortzen diren erradikal askeak oso aktiboak dira, hidrogeno sekundario gehiagoz inguratuta, kate-transferentzia-erreakzioetarako joera dutenak eta ia ez da monomerorik sortzen.

• Ordezkatzaileak kentzea

PVC, PVAc etab.ek ordezkatzaileak kentzeko erreakzioa jasan dezakete berotzean, beraz, goi-lautada bat agertzen da maiz kurba termogravimetrikoan. Polibinilo kloruroa, polibinilo azetatoa, poliakrilonitriloa, polibinilo fluoruroa eta abar berotzen direnean, ordezkoak kenduko dira. Polibinil kloruroa (PVC) adibide gisa hartuta, PVC 180 ~ 200 °C-tik beherako tenperaturan prozesatzen da, baina tenperatura baxuagoan (adibidez, 100 ~ 120 °C), deshidrogenatzen hasten da (HCl) eta HCl oso galtzen du. azkar 200 °C inguruan. Hori dela eta, prozesatzeko garaian (180-200 °C), polimeroa kolore ilunagoa eta indarra txikiagoa izan ohi da.

HCl askeak efektu katalitikoa du deshidroklorazioan, eta kloruro metalikoak, hala nola hidrogeno kloruroaren eta prozesatzeko ekipoen eraginez osatutako kloruro ferrikoa, katalisia sustatzen dute.

Azido xurgatzaileen ehuneko gutxi batzuk, hala nola bario estearatoa, organotin, berun-konposatuak, etab., gehitu behar zaizkio PVCari prozesamendu termikoan bere egonkortasuna hobetzeko.

Komunikazio kablea komunikazio kablea koloreztatzeko erabiltzen denean, kobre-hariaren poliolefina geruza egonkorra ez bada, kobre karboxilato berdea osatuko da polimero-kobre interfazean. Erreakzio hauek kobrearen difusioa sustatzen dute polimeroan, kobrearen oxidazio katalitikoa azkartuz.

Hori dela eta, poliolefinen degradazio-tasa oxidatiboa murrizteko, amina fenoliko edo aromatikoen antioxidatzaileak (AH) gehitzen dira maiz goiko erreakzioa amaitzeko eta erradikal aske inaktiboak A· sortzeko: ROO·+AH-→ROOH+A·

• Degradazio oxidatiboa

Airearen eraginpean dauden polimero produktuek oxigenoa xurgatzen dute eta oxidazioa jasaten dute hidroperoxidoak sortzeko, are gehiago deskonposatzen dira zentro aktiboak sortzeko, erradikal askeak eratzen dituzte eta gero erradikal askeen kate-erreakzioak jasaten dituzte (hau da, auto-oxidazio prozesua). Polimeroak aireko oxigenoaren eraginpean jartzen dira prozesatzen eta erabiltzerakoan, eta berotzean, degradazio oxidatiboa azkartzen da.

Poliolefinen oxidazio termikoa erradikal askeen kate-erreakzio mekanismoari dagokio, portaera autokatalitikoa duena eta hiru urratsetan bana daiteke: hasiera, hazkuntza eta amaiera.

Hidroperoxido-taldeak eragindako kate-ebakidurak pisu molekularra murriztea dakar, eta zatiketaren produktu nagusiak alkoholak, aldehidoak eta zetonak dira, azkenean azido karboxilikoetara oxidatzen direnak. Azido karboxilikoek paper handia dute metalen oxidazio katalitikoan. Degradazio oxidatiboa produktu polimeroen propietate fisiko eta mekanikoak hondatzearen arrazoi nagusia da. Degradazio oxidatiboa polimeroaren egitura molekularraren arabera aldatzen da. Oxigenoaren presentziak argiaren, beroaren, erradiazioaren eta indar mekanikoaren kalteak areagotu ditzake polimeroetan, degradazio-erreakzio konplexuagoak eraginez. Polimeroei antioxidatzaileak gehitzen zaizkie degradazio oxidatiboa moteltzeko.

2) Plastikoa prozesatu eta moldatzen denean, koloratzailea deskonposatu, desagertzen eta kolorez aldatzen da, tenperatura altuak jasateko gaitasunik ez duelako.

Kolore plastikorako erabiltzen diren pigmentu edo koloratzaileek tenperatura muga bat dute. Muga-tenperatura horretara iristen denean, pigmentuek edo koloratzaileek aldaketa kimikoak jasango dituzte pisu molekular baxuagoko hainbat konposatu sortzeko, eta haien erreakzio-formulak nahiko konplexuak dira; pigmentu ezberdinek erreakzio desberdinak dituzte. Eta produktuak, pigmentu desberdinen tenperatura erresistentzia metodo analitikoen bidez probatu daiteke, hala nola pisu galera.

2. Koloratzaileek erreakzionatzen dute lehengaiekin

Koloratzaileen eta lehengaien arteko erreakzioa pigmentu edo koloratzaile eta lehengai batzuen prozesamenduan agertzen da batez ere. Erreakzio kimiko hauek ñabardura-aldaketak eta polimeroen degradazioa ekarriko dute, eta horrela produktu plastikoen propietateak aldatuko dira.

• Murrizketa Erreakzioa

Zenbait polimero altu, nylona eta aminoplastoak adibidez, azido murrizteko agente indartsuak dira urtutako egoeran, eta prozesatzeko tenperaturetan egonkorrak diren pigmentuak edo koloratzaileak murriztu eta lausotu ditzakete.

• Truke alkalinoa

PVC emultsio polimeroetako metal lur alkalinoek edo polipropileno egonkortu batzuek "base trukaketa" egin dezakete koloratzaileetako metal lur alkalinoekin kolorea urdin-gorritik laranjara aldatzeko.

PVC emultsio-polimeroa VC polimerizatzen den metodo bat da emultsionatzaile batean (adibidez, sodio dodecilsulfonato C12H25SO3Na) ur-disoluzio batean irabiatuz. Erreakzioak Na+ dauka; PPren beroaren eta oxigenoaren erresistentzia hobetzeko, 1010, DLTDP eta abar gehitzen dira maiz. Oxigenoa, 1010 antioxidatzailea 3,5-di-tert-butil-4-hidroxipropionato metil esterrek eta sodio pentaeritritolek katalizatutako transesterifikazio erreakzioa da, eta DLTDP Na2S ur-disoluzio akrilonitriloarekin erreakzionatuz prestatzen da Propionitrilo hidrolizatzen da azido, eta azkenean tiodipropiona sortzeko. lauril alkoholarekin esterifikatuz lortzen da. Erreakzioak Na+ ere badu.

Produktu plastikoen moldaketa eta prozesatzean, lehengaian dagoen Na+ hondarrak erreakzionatuko du CIPigment Red48:2 (BBC edo 2BP) bezalako metal ioiak dituen lakuko pigmentuarekin: XCa2++2Na+→XNa2+ +Ca2+.

• Pigmentuen eta Hidrogeno Haluroen (HX) arteko erreakzioa

Tenperatura 170 °C-ra igotzen denean edo argiaren eraginpean, PVC-k HCI kentzen du lotura bikoitz konjokatu bat sortzeko.

Halogenoa duten poliolefina suaren iragazpena edo koloretako suaren aurkako plastikozko produktuak ere HX dehidrohalogenatua dira tenperatura altuan moldatzen direnean.

1) Ultramarine eta HX erreakzioa

Plastikozko kolorazioan edo argi horia kentzeko oso erabilia den itsas ultramarineko pigmentu urdina, sufre konposatu bat da.

2) Kobre urre hauts pigmentuak PVC lehengaien deskonposizio oxidatiboa azkartzen du

Kobre pigmentuak Cu+ eta Cu2+-etara oxida daitezke tenperatura altuan, eta horrek PVCaren deskonposizioa azkartuko du.

3) Ioi metalikoak suntsitzea polimeroetan

Pigmentu batzuek eragin suntsitzailea dute polimeroetan. Esate baterako, manganeso laku pigmentua CIPigmentRed48:4 ez da egokia PP plastikozko produktuak moldatzeko. Arrazoia da prezio aldakorreko metal manganeso ioiek hidroperoxidoa katalizatzen dutela elektroien transferentziaren bidez PPren oxidazio termikoan edo fotooxidazioan. PPren deskonposizioak PPren zahartze bizkortua dakar; polikarbonatoaren ester lotura erraz hidrolizatzen eta deskonposatzen da berotzean, eta pigmentuan metal ioiak daudenean, errazagoa da deskonposizioa sustatzea; Metal ioiek PVC eta beste lehengaien termo-oxigenoaren deskonposizioa sustatuko dute eta kolore aldaketa eragingo dute.

Laburbilduz, plastikozko produktuak ekoizten direnean, lehengaiekin erreakzionatzen duten koloretako pigmentuen erabilera saihesteko modurik bideragarri eta eraginkorrena da.

3. Koloratzaileen eta gehigarrien arteko erreakzioa

1) Sufrea duten pigmentuen eta gehigarrien arteko erreakzioa

Sufrea duten pigmentuak, adibidez, kadmio horia (CdS eta CdSe-ren soluzio solidoa), ez dira PVCrako egokiak azidoen erresistentzia eskasa dela eta, eta ez dira erabili behar beruna duten gehigarriekin.

2) Beruna duten konposatuen erreakzioa sufrea duten egonkortzaileekin

Kromo horiko pigmentuaren edo molibdeno gorriaren berun edukiak antioxidatzaileekin erreakzionatzen du, hala nola tiodiestearatoa DSTDP.

3) Pigmentuaren eta antioxidatzailearen arteko erreakzioa

Antioxidatzaileak dituzten lehengaietarako, hala nola PP, pigmentu batzuek antioxidatzaileekin ere erreakzionatuko dute, eta horrela antioxidatzaileen funtzioa ahulduz eta lehengaien oxigeno termikoaren egonkortasuna okerragoa izango da. Adibidez, antioxidatzaile fenolikoak erraz xurgatzen ditu karbono beltzak edo haiekin erreakzionatzen du jarduera galtzeko; antioxidatzaile fenolikoek eta titanio-ioiek plastiko zuri edo argiko produktuetan hidrokarburo aromatiko fenolikoen konplexuak sortzen dituzte produktuak horia eragiteko. Aukeratu antioxidatzaile egoki bat edo gehitu gehigarri osagarriak, hala nola, azidoaren aurkako zink gatza (zink estearatoa) edo P2 motako fosfitoa pigmentu zuriaren (TiO2) kolorea uztea saihesteko.

4) Pigmentuaren eta argi-egonkortzailearen arteko erreakzioa

Pigmentuen eta argi-egonkortzaileen efektuak, sufrea duten pigmentuen eta nikel-duten argi-egonkortzaileen erreakzioa izan ezik, goian deskribatu bezala, orokorrean argi-egonkortzaileen eraginkortasuna murrizten du, batez ere oztopatutako amina argi-egonkortzaileen eta pigmentu azo horia eta gorrien eragina. Gainbehera egonkorraren eragina nabariagoa da, eta ez da kolorerik gabeko bezain egonkorra. Ez dago fenomeno honen azalpen zehatzik.

4. Gehigarrien arteko erreakzioa

Gehigarri asko gaizki erabiltzen badira, ustekabeko erreakzioak gerta daitezke eta produktua kolorez aldatuko da. Esaterako, Sb2O3 suaren aurkakoak erreakzionatzen du sufrea duen antioxidatzailearekin Sb2S3 sortzeko: Sb2O3+–S–→Sb2S3+–O–

Hori dela eta, kontuz ibili behar da gehigarriak hautatzerakoan produkzio-formulazioak kontuan hartuta.

5. Autooxidazioaren Kausa Lagungarriak

Egonkortzaile fenolikoen oxidazio automatikoa faktore garrantzitsua da produktu zurien edo argi-koloreen decolorazioa sustatzeko. Kolore hori "arrosa" deitzen zaio atzerriko herrialdeetan.

BHT antioxidatzaileak (2-6-di-tert-butil-4-methylphenol) bezalako oxidazio-produktuekin lotzen da eta 3,3′,5,5′-stilbene kinona erreakzio gorri argiaren produktuaren itxura du. Kolore hau gertatzen da. oxigenoa eta uraren presentzian eta argirik ezean soilik. Argi ultramorearen eraginpean dagoenean, stilbeno kinona gorri argia eraztun bakarreko produktu horia azkar deskonposatzen da.

6. Koloretako Pigmentuen Tautomerizazioa Argiaren eta Beroaren Ekintzapean

Koloretako pigmentu batzuek konfigurazio molekularraren tautomerizazioa jasaten dute argiaren eta beroaren eraginez, hala nola, CIPig.R2 (BBC) pigmentuen erabilera azo motatik kinona motara aldatzeko, eta horrek jatorrizko konjugazio-efektua aldatzen du eta lotura konjokatuen eraketa eragiten du. . murrizten da, eta, ondorioz, kolore urdin-distira gorri ilunetik laranja-gorri argira aldatzen da.

Aldi berean, argiaren katalisiaren azpian, urarekin deskonposatzen da, ko-kristalaren ura aldatuz eta desagertzea eraginez.

7. Aire kutsatzaileek eragindakoa

Plastikozko produktuak gordetzen edo erabiltzen direnean, material erreaktibo batzuek, lehengaiak, gehigarriak edo pigmentu koloratzaileak izan, atmosferako hezetasunarekin edo kutsatzaile kimikoekin, hala nola azidoekin eta alkaliekin, argiaren eta beroaren eraginez, erreakzionatuko dute. Hainbat erreakzio kimiko konplexu sortzen dira, eta horrek denboran zehar desagertzea edo kolorea uztea ekarriko du.

Egoera hori saihestu edo arindu daiteke oxigeno termiko-egonkortzaile egokiak gehituz, argi-egonkortzaileak edo kalitate handiko eguraldiarekiko erresistentzia gehigarriak eta pigmentuak hautatuz.