Korištenje plastičnih antioksidansa jedan je od učinkovitih načina odgađanja razgradnje ili termooksidativnog starenja plastičnih smola i proizvoda. Antioksidansi opće namjene ili antioksidansi visokih performansi ponekad teško ispunjavaju zahtjeve obrade i uporabe na visokim temperaturama, a ponekad nisu isplativi. Odabir isplativih antioksidansa zahtijeva sveobuhvatno razmatranje molekularne strukture plastične smole, procesa polimerizacije, uvjeta obrade i upotrebe proizvoda.
Tijekom sinteze i naknadne obrade plastičnih smola, kao i prerade i uporabe plastičnih proizvoda, uslijed čimbenika kao što su toplina i kisik, plastični polimeri će se razgraditi u različitom stupnju, što izravno utječe na fizička svojstva, mehanička svojstva, i izgled smola i proizvoda. Negativni učinci na boju, funkciju itd. Upotreba antioksidansa jedan je od učinkovitih načina odgode razgradnje ili termooksidativnog starenja smola i proizvoda. Raznolikost primjene i dodana količina antioksidansa uglavnom su određeni molekularnom strukturom plastične smole, procesom polimerizacije, uvjetima obrade i upotrebom proizvoda.
1. Funkcije i vrste antioksidansa
Zbog različitih molekularnih struktura plastičnih smola, ili iste molekularne strukture zbog različitih procesa polimerizacije, tehnika obrade, okruženja i uvjeta korištenja, brzina reakcije toplinske oksidacije i otpornost na toplinsku oksidaciju plastičnih smola su vrlo različite.
Antioksidansi se dodaju plastičnim smolama kako bi učinkovito inhibirali ili smanjili brzinu reakcije toplinske oksidacije plastičnih makromolekula, odgodili proces toplinske i kisikove degradacije plastičnih smola, značajno poboljšali otpornost na toplinu plastičnih smola, produžili vijek trajanja plastičnih proizvoda i poboljšali korištenje plastičnih proizvoda. vrijedni plastični aditivi.
Antioksidansi su najčešće korišteni aditivi u plastici. Prvo, antioksidansi se koriste u različitim fazama plastične polimerizacije, granulacije, skladištenja, obrade, uporabe i recikliranja. Drugo, među raznim vrstama plastičnih materijala s različitim molekularnim strukturama koji su se danas pojavili u svijetu, kao što su polietilen, polipropilen, stirenski polimeri, inženjerske plastike, specijalne plastike i drugi materijali, većina vrsta plastičnih materijala koji koriste antioksidanse su .
Obično korišteni plastični antioksidansi općenito su podijeljeni u pet kategorija prema molekularnoj strukturi i mehanizmu djelovanja: otežani fenoli, fosfiti, tiosi, kompoziti i otežani amini (HALS).
Ometani fenolni antioksidansi glavni su antioksidansi plastičnih materijala, a njihova je glavna funkcija reagirati s oksidativnim radikalima R‧ i ROO‧ nastalim oksidacijom u plastičnim materijalima kako bi se prekinuo rast aktivnih lanaca. Ometani fenolni antioksidansi se prema molekularnoj strukturi dijele na monofenol, bisfenol, polifenol, dušikov heterociklički polifenol i druge vrste.
Fosfitni antioksidansi i antioksidansi koji sadrže sumpor su oba pomoćni antioksidansi. Glavni mehanizam djelovanja je razgradnja visokoaktivnih hidroperoksida u plastici u molekule niske aktivnosti. Domaća proizvodnja i potrošnja fosfitnih antioksidansa čini oko 30 posto ukupne domaće proizvodnje i potrošnje antioksidansa. Antioksidansi koji sadrže sumpor proizvedeni u Kini mogu se podijeliti u tri kategorije prema molekularnoj strukturi: tioesterski antioksidansi, tiobisfenolni antioksidansi i tioeter fenoli.
Različite vrste primarnih i sekundarnih antioksidansa, ili iste vrste antioksidansa s različitim molekularnim strukturama, imaju različite funkcije i učinke primjene, svaki sa svojim snagama i slabostima.
Kompozitni antioksidans se sastoji od dva ili više antioksidansa različitih tipova ili različitih varijanti iste vrste. Može učiti jedno od drugog u plastičnim materijalima i pokazati sinergijski učinak. Termooksidativni učinak starenja. Sinergijski učinak znači da kada se dva ili više aditiva koriste u kombinaciji, učinak primjene je veći od zbroja učinaka svakog pojedinačnog aditiva koji se koristi, odnosno 1 plus 1﹥2.
Stabilizatori otežanih amina su klasa organskih aminskih spojeva sa steričkim učinkom smetnje, koji imaju četiri sinergističke stabilizacijske funkcije razgradnje hidroperoksida, gašenja kisika u pobuđenom stanju, hvatanja slobodnih radikala i samog recikliranja. Relativno visoke molekularne težine ometani amini su visoko učinkoviti i dugotrajni antioksidansi, kao i učinkoviti stabilizatori svjetlosti. Većina otežanih amina temelji se na 2,2,6,6-tetrametil-4-piperidinilnoj skupini.
2. Izbor plastičnih antioksidansa
Tijekom polimerizacije plastičnih smola, naknadne obrade ili obrade plastičnih proizvoda potrebno je osigurati dovoljno topline. Toplina je jedan od glavnih razloga razgradnje smole. Industrija je postupno prepoznala korištenje antioksidansa u polimerizaciji smole ili naknadnoj obradi.
Razgradnju PVC smole prati cijeli proces polimerizacije smole. Općenito se koriste otežani fenolni antioksidansi kao što su 246, 1076, 245, fosfitni antioksidansi kao što je PKY-618 i cink masne kiseline, epoksidirano sojino ulje, JC-ZH21, itd. formiraju stabilan sustav. Među njima, JC-ZH21 je nova vrsta dušikovog heterocikličkog spoja s malom količinom dodavanja, koji može uhvatiti slobodne radikale, ima dobar stabilizacijski učinak i isplativ je.
U procesu polimerizacije ABS, SBS, PS, POM i drugih smola koriste se antioksidansi ili kombinirani sustavi toplinske stabilizacije, kao što su tioesterski antioksidansi DLTP, DSTP, antioksidansi fosfitnog estera PKY-136 itd.
Metil metakrilat PMMA (općepoznato kao pleksiglas) ima karakteristike kemijske stabilnosti, dobre performanse obrade i izvrsna optička svojstva. U kasnijoj fazi sinteze PMMA, općenito se provodi visokotemperaturna obrada kako bi se uklonili hlapljivi spojevi u smoli. Kada temperatura u procesu visokotemperaturne obrade dosegne 220 stupnjeva ili više, krajnje skupine nezasićenih PMMA molekularnih lanaca nastalih nesrazmjerom lančanih radikala počinju razbijati veze, PMMA polimer počinje degradirati, mehanička svojstva i transparentnost se smanjuju , a boja smole se pogoršava.
Dodavanje antioksidansa u procesu naknadne obrade PMMA može učinkovito poboljšati termooksidativnu stabilnost PMMA. Uloga antioksidansa je povećati početnu temperaturu razgradnje i maksimalnu temperaturu brzine razgradnje PMMA. Spriječeni fenolni antioksidansi mogu istovremeno povećati početnu temperaturu razgradnje i temperaturu maksimalne brzine razgradnje PMMA. Fosfitni antioksidansi mogu samo povećati početnu temperaturu razgradnje PMMA, ali ne mogu povećati maksimalnu temperaturu brzine razgradnje PMMA.
Polietilensko vlakno ultra visoke molekularne težine (poznato i kao polietilensko vlakno visokih performansi, UHMWPE) ima karakteristike visoke čvrstoće, visokog modula, niske specifične težine, jake svjetlosne otpornosti i visoke otpornosti na habanje, kao i otpornosti na vodu, otpornost na vlagu, otpornost na morsku vodu i otpornost na plijesan. Otpornost na zamor i dug životni vijek na savijanje čine ga komercijaliziranim vlaknom visokih performansi s najvećom specifičnom čvrstoćom na svijetu.
Temperatura proizvodnje polietilenskih vlakana ultra visoke molekularne težine je oko 190 stupnjeva, što se ne smatra visokom temperaturom. Međutim, zbog visoke viskoznosti taline, vrijeme zadržavanja u ekstruderu je oko 10 minuta, a vrijeme zagrijavanja je dugo. Kada domaća poduzeća koriste uobičajene antioksidativne sustave za proizvodnju, toplinska degradacija smole je ozbiljna, molekularna težina se smanjuje sa 4 milijuna na manje od 3 milijuna, a čvrstoća svile je 15-20 posto niža od one u uvozna svila, a izgled je požutjeo. Nakon korištenja posebnog antioksidansa JC-211B sustava, molekularna težina se ne smanjuje značajno, čvrstoća svile doseže razinu uvezene svile, a izgled je bijel i svijetao.
Prerada polipropilena, posebno proizvodnja polipropilenskih filamenata, zahtijeva izuzetno stroge procese ekstruzije, a temperatura obrade je viša od 200 stupnjeva. Polipropilenske vruće pakirane cementne vreće, vreće za asfalt itd. moraju se koristiti neko vrijeme na temperaturi od oko 60 stupnjeva; temperatura površine plastičnih tkanih vrećica koje se koriste na otvorenom ljeti može doseći 70 stupnjeva pod sunčevom svjetlošću. Hongrun pigment: 3132 svijetlo crveni prah, svjetlo brzi crveni BBN, svjetlo brzi svijetlo crveni BBC, zlatno svijetlo crvena C, svjetlo brza svijetlo crvena 2BP, Lisol magenta 4BP, Lisol Baohong BK, trajna crvena F3RK, trajna crvena F5RK, pigment crvena 122, Pigment crveni 254, organski srednje žuti, organski tartrazin, svjetlosno žuta G, trajna žuta 2G, trajna žuta HR, žuti pigment 81, žuti pigment 110, žuti pigment 139, žuti pigment 151, žuti pigment 180, trajna narančasta G, svinja 64, Ftalocianin Blue BGS, Fthalocyanine Green G, Pigment Violet 19, Permanent Violet RL i drugi organski pigmenti. Za obradu polipropilenskih plastičnih vrećica i zahtjeve za korištenje otpornom na toplinu, visokoučinkoviti i specijalni kompozitni antioksidans JC-1225 može osigurati dobru obradu i stabilnost upotrebe. Tablica 1 prikazuje promjenu indeksa taline polipropilena s različitim antioksidansima. Učinak antioksidansa JC-1225 je bolji od općeg antioksidansa 225.
Dodavanje masterbatcha smoli za proizvodnju svih vrsta plastičnih proizvoda uobičajena je metoda u industriji prerade plastike. Za proizvode koji se obrađuju i proizvode dodavanjem masterbatcha, noseća smola koja se koristi u proizvodnji masterbatcha ponovno će proći kroz termičku i mehaničku razgradnju kada se smola ponovno zagrije tijekom procesa proizvodnje plastičnih proizvoda, što zauzvrat pokreće i ubrzava korištenje proizvoda. toplina, kisik i fotostarenje. Stoga, iako udio noseće smole u matičnoj smjesi u plastičnim proizvodima nije velik, problem ubrzanog starenja uzrokovanog sekundarnim ili većim zagrijavanjem, te utjecaj na performanse starenja plastičnih proizvoda, trebao bi uzrokovati da masterbatch pozornost proizvodnih poduzeća i poduzeća za preradu proizvoda.
U normalnim okolnostima, za proizvođače masterbatcha i poduzeća koja koriste neke sekundarne materijale ili reciklirane materijale za proizvodnju plastičnih proizvoda, kombinacija otežanih fenolnih i fosfitnih antioksidansa mora se koristiti za stabilizaciju sustava tijekom obrade.
