Gaplamak üçin material bilimleri - Plastiki önümleriň reňkiniň üýtgemegine näme sebäp bolýar?

• Çig malyň oksidleýji zaýalanmagy, ýokary temperaturada galyp, reňklenmegine sebäp bolup biler;
• Temperatureokary temperaturada reňkleýjiniň reňklenmegi plastmassa önümleriniň reňklenmegine sebäp bolar;
• Reňkleýji we çig mal ýa-da goşundylaryň arasyndaky himiki reaksiýa reňksizlige sebäp bolar;
• Goşundylar bilen goşundylaryň awtomatiki okislenmegi arasyndaky reaksiýa reňk üýtgemegine sebäp bolar;
• Lightagtylygyň we ýylylygyň täsiri astynda reňkli pigmentleriň taktomerizasiýasy önümleriň reňkiniň üýtgemegine sebäp bolar;
• Howany hapalaýan maddalar, plastmassa önümleriniň üýtgemegine sebäp bolup biler.

1. Plastiki galypdan emele gelýär

1) Çig malyň oksidleýji zaýalanmagy, ýokary temperaturada galyp bolanda reňklenmegine sebäp bolup biler

Haçan-da plastmassa galyplary gaýtadan işleýän enjamlaryň ýyladyş halkasy ýa-da ýyladyş plastinkasy hemişe ýyladyş ýagdaýynda bolanda, ýerli temperaturanyň aşa ýokary bolmagyna sebäp bolýar, bu bolsa çig malyň okislenmegine we ýokary temperaturada çüýremegine sebäp bolýar. PVC ýaly ýylylyga duýgur plastmassalar üçin has aňsat, bu hadysa ýüze çykanda, çynlakaý bolanda, köp mukdarda pes molekulaly uçgunlar bilen bilelikde ýanar we sary ýa-da gara bolar.

Bu zaýalanmak ýaly reaksiýalary öz içine alýardepolimerizasiýa, tötänleýin zynjyryň bölünmegi, gapdal toparlary we pes molekulaly agramly maddalary aýyrmak.

• Depolimerizasiýa

Bölünme reaksiýasy terminal zynjyr baglanyşygynda bolup, zynjyryň baglanyşygynyň birin-birin ýykylmagyna sebäp bolýar we döredilen monomer çalt üýtgeýär. Bu wagt molekulýar agram, zynjyr polimerizasiýasynyň ters prosesi ýaly gaty haýal üýtgeýär. Metil metakrilatyň ýylylyk depolimerizasiýasy ýaly.

• Tötänleýin zynjyryň bölünişi (degradasiýa)

Şeýle hem tötänleýin arakesmeler ýa-da tötänleýin döwülen zynjyrlar diýilýär. Mehaniki güýjüň, ýokary energiýa şöhlelenmesiniň, ultrases tolkunlarynyň ýa-da himiki reagentleriň täsiri astynda polimer zynjyry pes molekulaly polimer öndürmek üçin kesgitli nokat bolmazdan döwülýär. Polimeriň zaýalanmagynyň usullaryndan biridir. Polimer zynjyry tötänleýin peselende molekulanyň agramy çalt azalýar we polimeriň agramy gaty az bolýar. Mysal üçin, polietileniň, poliniň we polistirolyň zaýalanmagy mehanizmi esasan tötänleýin zaýalanýar.

PE ýaly polimerler ýokary temperaturada galypdyrlar, esasy zynjyryň islendik ýagdaýy döwülip biler we molekulýar agramy çalt azalýar, ýöne monomeriň hasyllylygy gaty az. Bu reaksiýa tötänleýin zynjyryň bölünişi diýilýär, käwagt zaýalanmak, polietilen diýilýär. Zynjyr ýarylandan soň emele gelen erkin radikallar has işjeňdir, has ikinji derejeli wodorod bilen gurşalan, zynjyr geçiriş reaksiýalaryna ýykgyn edýär we monomer öndürilmeýär diýen ýaly.

• Ornuny tutýanlary aýyrmak

PVC, PVAc we ş.m. gyzdyrylanda onuň ornuny tutmak reaksiýasyny başdan geçirip biler, şonuň üçin termogravimetriki egrilikde platon köplenç ýüze çykýar. Poliwinil hlorid, poliwinil asetat, poliakrilonitril, poliwinil florid we ş.m. gyzdyrylanda, onuň ornuny tutýanlar aýrylar. Poliwinil hloridi (PVC) mysal hökmünde alsak, PVC 180 ~ 200 ° C-den pes temperaturada gaýtadan işlenýär, ýöne has pes temperaturada (100 ~ 120 ° C) dehidrogenleşip başlaýar (HCl) we HCl-ni ýitirýär çalt 200 ° C töweregi. Şonuň üçin gaýtadan işlenende (180-200 ° C) polimer reňkde garalyp, güýji pes bolýar.

Mugt HCl, degidroklorinasiýa katalitik täsirini ýetirýär we wodorod hloridiň we gaýtadan işleýän enjamlaryň täsiri netijesinde emele gelen ferrik hlorid ýaly metal hloridler kataliziň ösmegine kömek edýär.

Durnuklylygyny ýokarlandyrmak üçin termiki gaýtadan işlemek wagtynda bariý stearat, organotin, gurşun birleşmeleri we ş.m. ýaly kislota sorujylaryň birnäçe göterimi PVC-e goşulmalydyr.

Aragatnaşyk kabeli aragatnaşyk kabelini reňklemek üçin ulanylanda, mis simdäki poliolefin gatlagy durnuksyz bolsa, polimer-mis interfeýsinde ýaşyl mis karboksilat emele geler. Bu reaksiýalar misiň polime ýaýramagyny öňe sürýär we misiň katalitik okislenmesini çaltlaşdyrýar.

Şonuň üçin poliolefinleriň oksidleýji zaýalanmagyny azaltmak üçin ýokardaky reaksiýany ýatyrmak we hereketsiz erkin radikallary emele getirmek üçin köplenç fenolik ýa-da ysly amin antioksidantlary (AH) goşulýar A ·: ROO · + AH- → ROOH + A ·

• Oksidleýji peselme

Howa sezewar bolan polimer önümleri kislorody siňdirýär we gidroperoksidleri emele getirýär, işjeň merkezleri emele getirýär, erkin radikallary emele getirýär we soňra erkin radikal zynjyr reaksiýalaryny başdan geçirýär (ýagny awto-okislenme prosesi). Polimerler gaýtadan işlemek we ulanmak wagtynda howadaky kislorod bilen täsir edýär we gyzdyrylanda oksidleýji zaýalanma tizlenýär.

Poliolefinleriň ýylylyk okislenmesi awtokatalitiki häsiýetli we üç basgançaga bölünip bilýän erkin radikal zynjyr reaksiýa mehanizmine degişlidir.

Gidroperoksid topary sebäpli dörän zynjyryň bölünmegi molekulýar agramyň peselmegine getirýär we bu önümiň esasy önümleri karboksil turşulyklaryna okislenýän spirtler, aldegidler we ketonlardyr. Metallaryň katalitik okislenmeginde karboksil turşulyklary esasy rol oýnaýar. Oksidatiw zaýalanmak polimer önümleriniň fiziki we mehaniki häsiýetleriniň ýaramazlaşmagynyň esasy sebäbi bolup durýar. Oksidleýji zaýalanma polimeriň molekulýar gurluşy bilen üýtgeýär. Kislorodyň bolmagy polimerlere ýagtylygyň, ýylylygyň, radiasiýanyň we mehaniki güýjüň zeperlenmesini güýçlendirip, has çylşyrymly zaýalanma reaksiýalaryna sebäp bolup biler. Oksidleýji zaýalanmagy haýallatmak üçin polimerlere antioksidantlar goşulýar.

2) Plastmassa gaýtadan işlenip we galyp edilende, reňkleýji ýokary temperatura çydap bilmeýändigi sebäpli çüýräp, solýar we reňkini üýtgedýär.

Plastmassa reňklemek üçin ulanylýan pigmentler ýa-da boýaglar temperatura çägine eýe. Bu çäkli temperatura ýetilende pigmentler ýa-da boýaglar dürli pes molekulaly agram birleşmelerini öndürmek üçin himiki üýtgeşmelere sezewar bolar we olaryň reaksiýa formulalary birneme çylşyrymly; dürli pigmentleriň dürli reaksiýalary bar. Önümler, dürli pigmentleriň temperatura garşylygy, horlanmak ýaly analitiki usullar arkaly synag edilip bilner.

2. Reňkleýjiler çig mal bilen täsir edýär

Reňkleýjiler bilen çig malyň arasyndaky reaksiýa esasan käbir pigmentleri ýa-da boýaglary we çig mallary gaýtadan işlemekde ýüze çykýar. Bu himiki reaksiýalar polimerleriň reňkiniň üýtgemegine we zaýalanmagyna, şeýlelik bilen plastmassa önümleriniň häsiýetleriniň üýtgemegine getirer.

• Azaltmak reaksiýasy

Neýlon we aminoplastlar ýaly käbir ýokary polimerler, eredilen ýagdaýynda kislotany azaldýan serişdeler bolup, temperaturada durnukly pigmentleri ýa-da boýaglary azaldyp we ýok edip biler.

• Alkogol bir Exchangeasy

PVX emulsiýa polimerlerinde ýa-da belli bir durnuklaşdyrylan polipropilenlerdäki aşgar toprak metallary reňkini gök-gyzyl-mämişi reňklere üýtgetmek üçin reňkdäki aşgar toprak metallary bilen “esasy alyş-çalyş” edip biler.

PVC emulsion polimer, emulsiýany (natriý dodekilsulfonat C12H25SO3Na ýaly) suw ergininde garyşdyrmak arkaly VC polimerleşýän usuldyr. Reaksiýada Na + bar; PP, 1010, DLTDP we ş.m. ýylylyga we kislorod garşylygyny gowulandyrmak üçin köplenç goşulýar. Kislorod, antioksidant 1010, 3,5-di-tert-butil-4-gidroksipropionat metil efir we natriý pentaeritrit tarapyndan katalizlenýän transesterifikasiýa reaksiýasydyr we DLTDP akrilonitril Propionitril bilen Na2S suwly ergini reaksiýa bermek arkaly taýýarlanýar we ahyrsoňy tiodipropion kislotasyny öndürmek üçin gidrolizlenýär we ahyrynda lauril spirti bilen esterifikasiýa arkaly alynýar. Reaksiýada Na + hem bar.

Plastmassa önümleri galyp we gaýtadan işlenende, çig maldaky Na + galyndy, CIPigment Red48: 2 (BBC ýa-da 2BP): XCa2 ++ 2Na + → XNa2 + + Ca2 + ýaly metal ionlaryny öz içine alýan köl pigmentine täsir eder.

• Pigmentler bilen wodorod halidleriniň arasyndaky reaksiýa (HX)

Temperatura 170 ° C-e ýetende ýa-da ýagtylygyň täsiri astynda, PVC birleşdirilen goşa baglanyşyk döretmek üçin HCI-ni aýyrýar.

Galogen saklaýan ýalyn saklaýjy poliolefin ýa-da reňkli ýangyn saklaýan plastmassa önümleri, ýokary temperaturada galyp bolanda dehidrohalogen HX-dir.

1) Ultramarin we HX reaksiýasy

Plastmassa reňklemekde ýa-da sary ýagtylygy ýok etmekde giňden ulanylýan ultramarin gök pigment kükürt birleşmesidir.

2) Mis altyn poroşok pigmenti, PVX çig malynyň oksidleýji bölünmegini çaltlaşdyrýar

Mis pigmentleri ýokary temperaturada Cu + we Cu2 + okislenip bilner, bu bolsa PVX-iň dargamagyny çaltlaşdyrar.

3) Polimerlerde metal ionlarynyň ýok edilmegi

Käbir pigmentler polimerlere weýran ediji täsir edýär. Mysal üçin, marganes köl pigmenti CIPigmentRed48: 4 PP plastmassa önümleriniň galyplary üçin amatly däl. Munuň sebäbi üýtgeýän bahaly metal marganes ionlary, termiki oksidlenmekde ýa-da PP-nyň fotooksidlenmeginde elektronlaryň geçirilmegi arkaly gidroperoksidi katalizleýär. PP-iň dargamagy PP-iň çalt garramagyna getirýär; polikarbonatdaky efir baglanyşygy gidrolizlenip, gyzdyrylanda dargamak aňsat, pigmentde metal ionlary bolansoň, çüýremegine kömek etmek has aňsatdyr; metal ionlary PVX we beýleki çig mallaryň termo-kislorod dargamagyna kömek eder we reňk üýtgemegine sebäp bolar.

Jemläp aýtsak, plastmassa önümleri öndürilende, çig mal bilen reaksiýa berýän reňkli pigmentleri ulanmazlyk üçin iň amatly we täsirli usuldyr.

3. Reňkleýjiler bilen goşundylaryň arasyndaky reaksiýa

1) Kükürt saklaýan pigmentler bilen goşundylaryň arasyndaky reaksiýa

Kadmiý sary (CdS we CdSe gaty ergini) ýaly kükürt saklaýan pigmentler, kislotanyň garşylygy pesligi sebäpli PVC üçin ýaramly däl we gurşunly goşundylar bilen ulanylmaly däldir.

2) Gurşun saklaýan birleşmeleriň kükürt saklaýan stabilizatorlar bilen täsiri

Hrom sary pigmentdäki ýa-da molibden gyzyl düzümindäki gurşun düzümi, tiodistearat DSTDP ýaly antioksidantlar bilen täsir edýär.

3) Pigment bilen antioksidantyň arasyndaky reaksiýa

PP ýaly antioksidantlar bolan çig mal üçin käbir pigmentler hem antioksidantlar bilen täsir eder, şeýlelik bilen antioksidantlaryň işini gowşadar we çig malyň ýylylyk kislorod durnuklylygyny erbetleşdirer. Mysal üçin, fenolik antioksidantlar uglerod gara bilen aňsatlyk bilen siňýär ýa-da işjeňligini ýitirmek üçin olar bilen reaksiýa berýär; ak ýa-da açyk reňkli plastmassa önümlerindäki fenolik antioksidantlar we titanium ionlary önümleriň sary bolmagyna sebäp bolýan fenolik ysly uglewodorod toplumlaryny emele getirýärler. Amatly antioksidant saýlaň ýa-da ak pigmentiň (TiO2) reňkiniň öňüni almak üçin anti-kislota sink duzy (sink stearat) ýa-da P2 görnüşli fosfit ýaly kömekçi goşundylary goşuň.

4) Pigment bilen ýagtylyk stabilizatorynyň arasyndaky reaksiýa

Pigmentleriň we ýeňil stabilizatorlaryň täsiri, ýokarda görkezilişi ýaly kükürtli pigmentleriň we nikel saklaýan ýagtylyk stabilizatorlarynyň täsirinden başga, köplenç ýagtylyk stabilizatorlarynyň täsirini peseldýär, esasanam amin ýagtylyk stabilizatorlarynyň we azo sary we gyzyl pigmentleriň täsirini peseldýär. Durnukly pese gaçmagyň täsiri has aýdyň we reňksiz ýaly durnukly däl. Bu hadysa üçin takyk düşündiriş ýok.

4. Goşundylaryň arasyndaky reaksiýa

Köp goşundylar nädogry ulanylsa, garaşylmadyk reaksiýalar bolup biler we önüm reňkini üýtgeder. Mysal üçin, ýangyn saklaýjy Sb2O3 kükürt saklaýan antioksidant bilen Sb2S3 öndürmek üçin reaksiýa berýär: Sb2O3 + –S– → Sb2S3 + –O–

Şonuň üçin önümçilik formulalaryny göz öňünde tutanyňyzda goşundylary saýlamakda üns berilmelidir.

5. Kömekçi awto-okislenmegiň sebäpleri

Fenolik stabilizatorlaryň awtomatiki okislenmegi ak ýa-da açyk reňkli önümleriň reňkini ýokarlandyrmakda möhüm faktor. Bu reňkleme daşary ýurtlarda köplenç “Pinking” diýilýär.

BHT antioksidantlary (2-6-di-tert-butil-4-metilfenol) ýaly okislenme önümleri bilen birleşdirilip, 3,3 ′, 5,5′-stilben kinon açyk gyzyl reaksiýa önümi ýaly şekillendirilýär, Bu reňkleme ýüze çykýar diňe kislorodyň we suwuň we ýagtylygyň ýoklugynda. Ultramelewşe ýagtylyga sezewar bolanda açyk gyzyl stilben kwin sary bir halkaly önüme çalt çüýrär.

6. Lightagtylygyň we ýylylygyň täsiri astynda reňkli pigmentleriň tautomerizasiýasy

Käbir reňkli pigmentler, asyl konýugasiýa täsirini üýtgedýän we konýugasiýa baglanyşyklarynyň döremegine sebäp bolýan CIPig.R2 (BBC) pigmentleriniň azo görnüşinden kwinona görnüşine üýtgemegi ýaly ýagtylygyň we ýylylygyň täsiri astynda molekulýar konfigurasiýany tautomerizasiýa edýär. . peselýär, netijede goýy gök-açyk gyzyl reňkden açyk mämişi-gyzyl reňk üýtgeýär.

Şol bir wagtyň özünde, ýagtylygyň katalizinde suw bilen çüýräp, kristal suwy üýtgedip, solmagyna sebäp bolýar.

7. Howany hapalaýan maddalar

Plastmassa önümleri saklananda ýa-da ulanylanda, çig mal, goşundylar ýa-da reňkli pigmentler bolsun, käbir reaktiw materiallar atmosferadaky çyglylyk ýa-da ýagtylygyň we ýylylygyň täsiri astynda kislotalar we aşgarlar ýaly himiki hapalaýjylar bilen täsir eder. Wagtyň geçmegi bilen solmagyna ýa-da reňklenmegine sebäp boljak dürli çylşyrymly himiki reaksiýalar ýüze çykýar.

Bu ýagdaýa degişli termiki kislorod stabilizatorlaryny, ýagtylyk stabilizatorlaryny goşmak ýa-da ýokary hilli howa garşylykly goşundylary we pigmentleri saýlamak arkaly öňüni alyp ýa-da ýeňilleşdirip bolar.