Қаптама материалы туралы білім — Пластикалық өнімдердің түсінің өзгеруіне не себеп болады?

• Шикізаттың тотығу ыдырауы жоғары температурада қалыптау кезінде түсінің өзгеруіне әкелуі мүмкін;
• Жоғары температурада бояғыштың түссізденуі пластмасса бұйымдарының түсінің өзгеруіне әкеледі;
• Бояғыш пен шикізат немесе қоспалар арасындағы химиялық реакция түссізденуді тудырады;
• Қоспалар арасындағы реакция және қоспалардың автоматты тотығуы түстің өзгеруіне әкеледі;
• Жарық пен жылу әсерінен бояғыш пигменттердің таутомерленуі өнімдердің түсінің өзгеруіне әкеледі;
• Ауаны ластайтын заттар пластмасса бұйымдарының өзгеруіне әкелуі мүмкін.

1. Пластикалық қалыптау нәтижесінде пайда болады

1) Шикізаттың тотығу ыдырауы жоғары температурада қалыптау кезінде түсінің өзгеруіне әкелуі мүмкін

Пластикалық қалыптау өңдеу жабдығының қыздыру сақинасы немесе қыздырғыш тақтайшасы бақылаудан тыс болғандықтан әрқашан қыздыру күйінде болғанда, жергілікті температураның тым жоғары болуына әкеліп соғу оңай, бұл шикізаттың тотығуына және жоғары температурада ыдырауына әкеледі. ПВХ сияқты ыстыққа сезімтал пластмассалар үшін бұл оңайырақ Бұл құбылыс болған кезде, ол ауыр болғанда, ол күйіп, сарғайып немесе тіпті қара түске айналады, төмен молекулалық ұшпа заттардың көп мөлшері толып кетеді.

Бұл деградацияға реакциялар жатадыдеполимеризация, кездейсоқ тізбекті үзу, бүйірлік топтар мен төмен молекулалық заттарды жою.

• Деполимеризация

Бөліну реакциясы терминалдық тізбекте жүреді, бұл тізбектің бірінен соң бірі түсіп кетуіне әкеледі, ал түзілген мономер тез ұшады. Бұл кезде молекулалық масса тізбекті полимерленудің кері процесі сияқты өте баяу өзгереді. Метилметакрилаттың термиялық деполимеризациясы сияқты.

• Кездейсоқ тізбектің үзілуі (деградация)

Кездейсоқ үзілістер немесе кездейсоқ үзілген тізбектер ретінде де белгілі. Механикалық күштің, жоғары энергиялы сәулеленудің, ультрадыбыстық толқындардың немесе химиялық реагенттердің әсерінен полимер тізбегі бекітілген нүктесіз үзіліп, төмен молекулалы полимер алынады. Бұл полимерлердің ыдырауының бір жолы. Полимер тізбегі кездейсоқ ыдырағанда, молекулалық массасы тез төмендейді, ал полимердің салмақ жоғалуы өте аз болады. Мысалы, полиэтиленнің, полиеннің және полистиролдың ыдырау механизмі негізінен кездейсоқ деградация болып табылады.

ПЭ сияқты полимерлер жоғары температурада қалыпқа келтірілгенде, негізгі тізбектің кез келген орны үзілуі мүмкін, ал молекулалық массасы тез төмендейді, бірақ мономер шығымы өте аз. Реакцияның бұл түрі кездейсоқ тізбекті үзу деп аталады, кейде деградация деп аталады, полиэтилен Тізбекті үзілгеннен кейін пайда болған бос радикалдар өте белсенді, екінші ретті сутегімен қоршалған, тізбекті тасымалдау реакцияларына бейім және мономерлер дерлік түзілмейді.

• Орынбасарларды жою

ПВХ, ПВАc және т.б. қыздырылған кезде алмастырғыштарды жою реакциясына ұшырауы мүмкін, сондықтан термогравиметриялық қисық сызықта плато жиі пайда болады. Поливинилхлорид, поливинилацетат, полиакрилонитрил, поливинилфторид және т.б. қыздырылған кезде алмастырғыштар жойылады. Мысал ретінде поливинилхлоридті (ПВХ) алсақ, ПВХ 180~200°C төмен температурада өңделеді, бірақ одан төмен температурада (мысалы, 100~120°C) ол дегидрогендене бастайды (HCl) және HCl-ді өте жоғалтады. 200°C шамасында тез. Сондықтан өңдеу кезінде (180-200°С) полимердің түсі күңгірттеніп, беріктігі төмендейді.

Бос HCl дегидрохлоризацияға каталитикалық әсер етеді, ал хлорсутек пен өңдеу жабдықтарының әсерінен түзілетін темір хлориді сияқты металл хлоридтері катализге ықпал етеді.

ПВХ тұрақтылығын жақсарту үшін термиялық өңдеу кезінде барий стеараты, органотин, қорғасын қосылыстары және т.б. сияқты қышқыл абсорбенттердің бірнеше пайызы қосылуы керек.

Байланыс кабелін байланыс кабелін бояу үшін пайдаланған кезде, мыс сымдағы полиолефиндік қабат тұрақты болмаса, полимер-мыс интерфейсінде жасыл мыс карбоксилаты пайда болады. Бұл реакциялар мыстың каталитикалық тотығуын жеделдете отырып, полимерге мыстың диффузиясына ықпал етеді.

Сондықтан полиолефиндердің тотығу ыдырау жылдамдығын төмендету үшін жоғарыда аталған реакцияны тоқтатып, белсенді емес бос радикалдарды түзу үшін фенолдық немесе ароматты амин антиоксиданттары (AH) жиі қосылады. A·: ROO·+AH-→ROOH+A·

• Тотығу ыдырауы

Ауа әсеріне ұшыраған полимер өнімдері оттегін сіңіріп, тотығудан өтіп, гидропероксидтер түзеді, одан әрі белсенді орталықтар түзу үшін ыдырайды, бос радикалдар түзеді, содан кейін бос радикалдардың тізбекті реакцияларына (яғни, автототығу процесі) өтеді. Полимерлер өңдеу және пайдалану кезінде ауадағы оттегінің әсеріне ұшырайды, ал қыздырғанда тотығу ыдырауы жылдамдайды.

Полиолефиндердің термиялық тотығуы бос радикалды тізбекті реакция механизміне жатады, оның автокаталитикалық әрекеті бар және оны үш кезеңге бөлуге болады: инициация, өсу және аяқталу.

Гидропероксид тобының әсерінен болатын тізбектің үзілуі молекулалық салмақтың төмендеуіне әкеледі, ал үзілудің негізгі өнімдері спирттер, альдегидтер және кетондар болып табылады, олар ақырында карбон қышқылдарына дейін тотығады. Металдардың каталитикалық тотығуында карбон қышқылдары үлкен рөл атқарады. Полимер өнімдерінің физикалық-механикалық қасиеттерінің нашарлауының негізгі себебі тотығу ыдырауы болып табылады. Тотығу ыдырауы полимердің молекулалық құрылымына байланысты өзгереді. Оттегінің болуы сонымен қатар жарықтың, жылудың, сәулеленудің және полимерлерге механикалық күштің зақымдануын күшейтіп, күрделі деградация реакцияларын тудыруы мүмкін. Тотығу ыдырауын баяулату үшін полимерлерге антиоксиданттар қосылады.

2) Пластмасса өңдеу және қалыптау кезінде жоғары температураға төтеп бере алмағандықтан бояғыш ыдырайды, бозарып, түсі өзгереді.

Пластикалық бояу үшін қолданылатын пигменттер немесе бояғыштар температура шегіне ие. Бұл шекті температураға жеткенде, пигменттер немесе бояғыштар әртүрлі төменгі молекулалық қосылыстар алу үшін химиялық өзгерістерге ұшырайды және олардың реакция формулалары салыстырмалы түрде күрделі болады; әр түрлі пигменттер әртүрлі реакцияларға ие. Ал өнімдер, әртүрлі пигменттердің температураға төзімділігін салмақ жоғалту сияқты аналитикалық әдістермен тексеруге болады.

2. Бояғыштар шикізатпен әрекеттеседі

Бояғыштар мен шикізат арасындағы реакция негізінен белгілі бір пигменттерді немесе бояғыштарды және шикізатты өңдеуде көрінеді. Бұл химиялық реакциялар реңктің өзгеруіне және полимерлердің деградациясына әкеледі, осылайша пластикалық өнімдердің қасиеттерін өзгертеді.

• Редукция реакциясы

Нейлон және аминопластар сияқты кейбір жоғары полимерлер балқыған күйде күшті қышқылды қалпына келтіретін агенттер болып табылады, олар өңдеу температурасында тұрақты пигменттерді немесе бояғыштарды азайтып, әлсіретуі мүмкін.

• Сілтілік алмасу

ПВХ эмульсиялық полимерлеріндегі немесе белгілі бір тұрақтандырылған полипропилендердегі сілтілі жер металдары түсті көк-қызылдан қызғылт сарыға өзгерту үшін бояғыштардағы сілтілі жер металдарымен «негіздік алмасуы» мүмкін.

ПВХ эмульсиялық полимері - бұл VC эмульгаторда (мысалы, натрий додецилсульфонаты C12H25SO3Na) су ерітіндісінде араластыру арқылы полимерленетін әдіс. Реакция құрамында Na+ бар; жылуға және оттегіге төзімділігін арттыру мақсатында PP, 1010, DLTDP және т.б жиі қосылады. Оттегі, антиоксидант 1010 3,5-ди-терт-бутил-4-гидроксипропионат метил эфирі және натрий пентаэритритолымен катализделген трансэтерификация реакциясы және DLTDP Na2S сулы ерітіндісін акрилонитрилмен әрекеттестіру арқылы дайындалады Пропионтрил қышқылды гидролизденеді және түпкілікті гидролизденеді. -мен этерификациялау арқылы алынған лаурил спирті. Реакцияда сонымен қатар Na+ бар.

Пластикалық бұйымдарды қалыптау және өңдеу кезінде шикізаттағы қалдық Na+ құрамында CIPigment Red48:2 (BBC немесе 2BP) сияқты металл иондары бар көл пигментімен әрекеттеседі: XCa2++2Na+→XNa2+ +Ca2+

• Пигменттер мен галогенсутек (HX) арасындағы реакция

Температура 170°C-қа дейін көтерілгенде немесе жарық әсерінен ПВХ конъюгацияланған қос байланыс түзу үшін HCI-ді жояды.

Құрамында галоген бар жалынға төзімді полиолефин немесе түрлі-түсті отқа төзімді пластмассадан жасалған бұйымдар да жоғары температурада қалыптау кезінде дегидрогалогенделген HX болып табылады.

1) Ультрамарин және HX реакциясы

Пластикалық бояуда немесе сары жарықты жоюда кеңінен қолданылатын ультрамарин көк пигмент күкірт қосылысы болып табылады.

2) Мыс алтын ұнтағы пигменті ПВХ шикізатының тотығу ыдырауын тездетеді

Мыс пигменттерін жоғары температурада Cu+ және Cu2+ дейін тотықтыруға болады, бұл ПВХ ыдырауын тездетеді.

3) Полимерлерде металл иондарының деструкциясы

Кейбір пигменттер полимерлерге деструктивті әсер етеді. Мысалы, марганец көлінің пигменті CIPigmentRed48:4 PP пластмасса бұйымдарын қалыптау үшін жарамсыз. Себебі өзгермелі бағадағы металл марганец иондары РР термиялық тотығу немесе фотототықтыру кезінде электрондарды тасымалдау арқылы гидропероксидті катализдейді. РП-ның ыдырауы PP-тің жылдам қартаюына әкеледі; поликарбонаттағы эфир байланысы қыздырылған кезде оңай гидролизденеді және ыдырайды, ал пигментте металл иондары болғаннан кейін, ыдырауды ынталандыру оңайырақ; металл иондары сонымен қатар ПВХ және басқа шикізаттың термо-оттегі ыдырауына ықпал етеді және түсінің өзгеруіне әкеледі.

Қорытындылай келе, пластмассадан жасалған бұйымдарды өндіру кезінде шикізатпен әрекеттесетін түсті пигменттерді пайдаланудан аулақ болудың ең мүмкін және тиімді жолы.

3. Бояғыштар мен қоспалар арасындағы реакция

1) Құрамында күкірт бар пигменттер мен қоспалар арасындағы реакция

Құрамында күкірті бар пигменттер, мысалы, кадмий сары (CdS және CdSe қатты ерітіндісі) қышқылға төзімділігі нашар болғандықтан ПВХ үшін жарамсыз және оларды қорғасын бар қоспалармен бірге қолдануға болмайды.

2) Құрамында қорғасыны бар қосылыстардың күкірті бар тұрақтандырғыштармен әрекеттесуі

Хром сары пигментіндегі немесе молибден қызылындағы қорғасын мөлшері тиодистеарат DSTDP сияқты антиоксиданттармен әрекеттеседі.

3) Пигмент пен антиоксидант арасындағы реакция

PP сияқты антиоксиданттары бар шикізаттар үшін кейбір пигменттер де антиоксиданттармен әрекеттеседі, осылайша антиоксиданттардың қызметін әлсіретеді және шикізаттың жылу оттегі тұрақтылығын нашарлатады. Мысалы, фенолды антиоксиданттар көміртегі қарасымен оңай сіңеді немесе олармен әрекеттесіп, белсенділігін жоғалтады; ақ немесе ашық түсті пластмасса бұйымдарындағы фенолды антиоксиданттар мен титан иондары өнімдердің сарғаюын тудыратын фенолды хош иісті көмірсутек кешендерін түзеді. Сәйкес антиоксидантты таңдаңыз немесе ақ пигменттің (TiO2) түссізденуін болдырмау үшін қышқылға қарсы мырыш тұзы (мырыш стеараты) немесе P2 типті фосфит сияқты көмекші қоспаларды қосыңыз.

4) Пигмент пен жарық тұрақтандырғыш арасындағы реакция

Жоғарыда сипатталған құрамында күкірті бар пигменттер мен никель бар жарық тұрақтандырғыштарының реакциясын қоспағанда, пигменттер мен жарық тұрақтандырғыштардың әсері жалпы алғанда жарық тұрақтандырғыштарының тиімділігін төмендетеді, әсіресе кедергіленген амин жарық тұрақтандырғыштары мен азо-сары және қызыл пигменттердің әсерін төмендетеді. Тұрақты құлдыраудың әсері айқынырақ және ол боялмаған сияқты тұрақты емес. Бұл құбылыстың нақты түсіндірмесі жоқ.

4. Қоспалар арасындағы реакция

Көптеген қоспалар дұрыс пайдаланылмаса, күтпеген реакциялар пайда болуы мүмкін және өнімнің түсі өзгереді. Мысалы, отқа төзімді Sb2O3 құрамында күкірті бар антиоксидантпен әрекеттесіп, Sb2S3 түзеді: Sb2O3+–S–→Sb2S3+–O–

Сондықтан өндіріс формулаларын қарастырған кезде қоспаларды таңдауда мұқият болу керек.

5. Көмекші автототығу себептері

Фенолды тұрақтандырғыштардың автоматты тотығуы ақ немесе ашық түсті өнімдердің түссізденуіне ықпал ететін маңызды фактор болып табылады. Бұл түссіздікті шет елдерде жиі «қызғылт» деп атайды.

Ол BHT антиоксиданттары (2-6-ди-терт-бутил-4-метилфенол) сияқты тотығу өнімдерімен біріктірілген және пішіні 3,3′,5,5′-стилбенхинон ашық қызыл реакция өнімі сияқты, Бұл түссіздену орын алады. тек оттегі мен судың қатысуымен және жарықтың жоқтығында. Ультракүлгін сәуленің әсерінен ашық қызыл стилбен хинон тез сары түсті бір сақиналы өнімге ыдырайды.

6. Жарық пен жылудың әсерінен түсті пигменттердің таутомерленуі

Кейбір түсті пигменттер жарық пен жылу әсерінен молекулалық конфигурацияның таутомерленуіне ұшырайды, мысалы, CIPig.R2 (BBC) пигменттерін азо түрінен хинон түріне ауыстыру үшін қолдану, бұл бастапқы конъюгация әсерін өзгертеді және конъюгацияланған байланыстардың түзілуін тудырады. . төмендейді, нәтижесінде қара көк-жарқыраған қызылдан ашық сарғыш-қызылға дейін түс өзгереді.

Сонымен бірге жарық катализінде ол сумен ыдырап, кокристалды суды өзгертіп, солып қалуды тудырады.

7. Атмосфералық ластаушы заттардың әсерінен

Пластикалық бұйымдарды сақтау немесе пайдалану кезінде кейбір реактивті материалдар, шикізат, қоспалар немесе бояғыш пигменттер болсын, жарық пен жылу әсерінен атмосферадағы ылғалмен немесе қышқылдар мен сілтілер сияқты химиялық ластаушылармен әрекеттеседі. Әртүрлі күрделі химиялық реакциялар пайда болады, бұл уақыт өте келе түссізденуге немесе түссізденуге әкеледі.

Бұл жағдайды тиісті жылу оттегі тұрақтандырғыштарын, жарық тұрақтандырғыштарын қосу немесе ауа райына төзімді жоғары сапалы қоспалар мен пигменттерді таңдау арқылы болдырмауға немесе жеңілдетуге болады.