Таңгактоочу материалды билүү — Пластикалык буюмдардын түсүнүн өзгөрүшүнө эмне себеп болот?

• чийки заттын кычкылдануу деградациясы жогорку температурада калыптоодо түсүнүн өзгөрүшүнө алып келиши мүмкүн;
• Жогорку температурада боёгучтун түсүнүн өзгөрүшү пластикалык буюмдардын түсүнүн өзгөрүшүнө алып келет;
• Боектор менен чийки заттардын же кошумчалардын ортосундагы химиялык реакция түстүн өзгөрүшүнө алып келет;
• Кошумчалардын ортосундагы реакция жана кошумчалардын автоматтык кычкылданышы түстүн өзгөрүшүнө алып келет;
• жарыктын жана жылуулуктун таасири астында боечу пигменттердин таутомеризациясы продукциянын түсүнүн өзгөрүшүнө алып келет;
• Абаны булгоочу заттар пластикалык буюмдардын өзгөрүшүнө алып келиши мүмкүн.

1. Пластикалык калыптан улам пайда болгон

1) чийки заттын кычкылдануу деградациясы жогорку температурада калыптоодо түстүн өзгөрүшүнө алып келиши мүмкүн

Пластик калыптандыруучу жабдыктын жылытуу шакекчеси же жылытуу пластинкасы дайыма ысытуу абалында болгондо, жергиликтүү температуранын өтө жогору болушуна алып келиши оңой, бул чийки заттын кычкылданышына жана жогорку температурада чирип кетишине алып келет. ПВХ сыяктуу ысыкка сезгич пластмассалар үчүн бул оңой. Бул көрүнүш пайда болгондо, олуттуу болгондо, ал күйүп, саргайып, ал тургай кара түскө айланат жана аз молекулалык учуучу заттардын көп санда толуп кетиши менен коштолот.

Бул деградация сыяктуу реакцияларды камтыйтдеполимеризация, кокус чынжырды кесүү, каптал топторду жана төмөнкү молекулалуу заттарды алып салуу.

• Деполимеризация

Бөлүнүү реакциясы чынжырчанын терминалдык звеносунда болуп, чынжыр звеносу биринин артынан бири түшүп, пайда болгон мономер тез волатилизацияланат. Бул учурда молекулярдык масса чынжырлуу полимеризациянын тескери процесси сыяктуу өтө жай өзгөрөт. Метилметакрилаттын термикалык деполимеризациясы сыяктуу.

• Кокус чынжырдын кесилиши (деградация)

Ошондой эле кокустуктар же туш келди сынган чынжырлар катары белгилүү. Механикалык күчтүн, жогорку энергиялуу нурлануунун, ультра үн толкундарынын же химиялык реагенттердин таасири астында полимер чынжыры туруктуу чекити жок үзүлүп, төмөнкү молекулалуу полимерди пайда кылат. Бул полимерлердин бузулушунун жолдорунун бири. Полимердик чынжыр туш келди бузулганда, молекулалык масса тез төмөндөйт жана полимердин салмагын жоготуу өтө аз болот. Мисалы, полиэтилендин, полиендин жана полистиролдун бузулуу механизми негизинен туш келди бузулуу.

ПЭ сыяктуу полимерлер жогорку температурада калыптанганда, негизги чынжырдын каалаган абалы үзүлүп, молекулярдык салмагы тез төмөндөйт, бирок мономердин түшүүсү өтө аз болот. Реакциянын бул түрү кокус чынжырча бөлүнүү деп аталат, кээде деградация деп аталат, полиэтилен чынжыр үзүлгөндөн кийин пайда болгон эркин радикалдар өтө активдүү, экинчи даражадагы суутек менен курчалган, чынжыр алмашуу реакцияларына жакын жана дээрлик мономерлер пайда болбойт.

• Орунбасарларды алып салуу

ПВХ, ПВАc ж.б. ысытылганда алмаштыруучу заттарды алып салуу реакциясына кабылышы мүмкүн, ошондуктан термогравиметриялык ийри сызыкта көбүнчө плато пайда болот. Поливинилхлорид, поливинилацетат, полиакрилонитрил, поливинилфторид жана башкалар ысытылганда алмаштыруучу заттар алынып салынат. Мисал катары поливинилхлоридди (ПВХ) алсак, ПВХ 180~200°C төмөн температурада иштетилет, бирок андан төмөн температурада (мисалы, 100~120°C) ал дегидрогендей баштайт (HCl) жана HCl өтө жоготот. болжол менен 200 ° C тез. Ошондуктан, кайра иштетүүдө (180-200°С) полимердин өңү күңүрт болуп, күчү азыраак болот.

Эркин HCl дегидрохлоризацияга каталитикалык таасирин тийгизет, ал эми металл хлориддери, мисалы, хлорсутектин жана кайра иштетүүчү жабдуулардын аракетинен пайда болгон темир хлориди катализге өбөлгө түзөт.

Термикалык иштетүүдө ПВХга анын туруктуулугун жогорулатуу үчүн барий стеараты, органотин, коргошун кошулмалары жана башкалар сыяктуу кислотаны соргучтардын бир нече пайызы кошулушу керек.

Байланыш кабелин байланыш кабелин боёо үчүн колдонгондо, жез зымдагы полиолефиндик катмар туруктуу болбосо, полимер-жез интерфейсинде жашыл жез карбоксилаты пайда болот. Бул реакциялар жездин полимерге диффузиясын шарттап, жездин каталитикалык кычкылданышын тездетет.

Ошондуктан, полиолефиндердин кычкылдануу деградациясын азайтуу үчүн жогорудагы реакцияны токтотуу жана активдүү эмес эркин радикалдарды пайда кылуу үчүн көбүнчө фенолдук же ароматтык амин антиоксиданттары (АГ) кошулат: ROO·+AH-→ROOH+A·.

• Оксиддик деградация

Абанын таасири астында калган полимердик продуктулар кычкылтекти сиңирип алып, кычкылдануу процессине өтүп, гидропероксиддерди пайда кылат, андан ары активдүү борборлорду пайда кылуу үчүн ажырап, эркин радикалдарды пайда кылат, андан кийин эркин радикалдардын чынжыр реакцияларына (б.а. авто-кычкылдануу процессине) өтөт. Полимерлерди иштетүүдө жана колдонууда абадагы кычкылтектин таасири болот, ысытылганда кычкылдануу бузулуусу тездейт.

Полиолефиндердин термикалык кычкылдануусу эркин радикалдык чынжыр реакциясынын механизмине кирет, ал автокаталиттик жүрүм-турумга ээ жана үч баскычка бөлүнөт: баштоо, өсүү жана токтотуу.

Гидропероксид тобунан келип чыккан чынжырдын кесилиши молекулярдык салмактын азайышына алып келет, ал эми бөлүнүүнүн негизги продуктулары спирттер, альдегиддер жана кетондор болуп, акыры карбон кислоталарына чейин кычкылданышат. Металлдардын каталитикалык кычкылдануусунда карбон кислоталары чоң роль ойнойт. Полимердик буюмдардын физикалык-механикалык касиеттеринин начарлашынын негизги себеби кычкылдануу болуп саналат. Кычкылдануу деградациясы полимердин молекулалык түзүлүшүнө жараша өзгөрөт. Кычкылтектин болушу да жарыктын, жылуулуктун, нурлануунун жана полимерлерге механикалык күчтөрдүн зыянын күчөтүп, татаал деградация реакцияларын пайда кылышы мүмкүн. Антиоксиданттар кычкылдануу деградациясын басаңдатуу үчүн полимерлерге кошулат.

2) Пластмассаны иштетип, калыпка салганда боёгуч жогорку температурага туруштук бере албагандыктан ыдырап, өчүп, түсүн өзгөртөт.

Пластикалык боёо үчүн колдонулган пигменттер же боёктор температура чегине ээ. Бул чек температурага жеткенде, пигменттер же боёктор химиялык өзгөрүүлөргө дуушар болушат, ар кандай төмөнкү молекулалуу кошулмалар пайда болот жана алардын реакция формулалары салыштырмалуу татаал; ар кандай пигменттердин ар кандай реакциялары бар. Жана продуктылар, ар кандай пигменттердин температурага туруктуулугун салмак жоготуу сыяктуу аналитикалык ыкмалар менен текшерсе болот.

2. Боектор чийки зат менен реакцияга кирет

Боектор менен чийки заттардын ортосундагы реакция негизинен айрым пигменттерди же боёкторду жана чийки заттарды кайра иштетүүдө көрүнөт. Бул химиялык реакциялар түстөрдүн өзгөрүшүнө жана полимерлердин бузулушуна алып келет, ошону менен пластикалык буюмдардын касиеттери өзгөрөт.

• Редукция реакциясы

Нейлон жана аминопласттар сыяктуу кээ бир жогорку полимерлер эриген абалда күчтүү кислотаны төмөндөтүүчү агенттер болуп саналат, алар кайра иштетүү температурасында туруктуу пигменттерди же боёкторду азайтып, солгундатышы мүмкүн.

• Alkaline Exchange

ПВХ эмульсиялык полимерлериндеги же кээ бир стабилдештирилген полипропилендердеги щелочтуу жер металлдары түстү көк-кызылдан кызгылт сарыга өзгөртүү үчүн боёгучтардагы щелочтуу жер металлдары менен “базалык алмашуу” мүмкүн.

ПВХ эмульсия полимери – бул VC эмульгатордо (мисалы, натрий додецилсульфонаты C12H25SO3Na) суу эритмесинде аралаштыруу жолу менен полимерленген ыкма. Реакцияда Na+ бар; жылуулук жана кычкылтек туруктуулугун жогорулатуу максатында PP, 1010, DLTDP, ж.б. Кычкылтек, антиоксидант 1010 – бул 3,5-ди-терт-бутил-4-гидроксипропионат метил эфири жана натрий пентаэритритол менен катализделген трансэтерификация реакциясы, ал эми DLTDP Na2S суулуу эритмени акрилонитрил менен реакцияга салуу аркылуу даярдалган Пропионтрил гидролизденип, гидролизденип, гидролизденип, биротоло кислоталанган. лаурил спирти менен эфирлештирүү жолу менен алынган. Реакцияда Na+ да бар.

Пластик буюмдарды калыптоо жана кайра иштетүү учурунда чийки заттагы Na+ калдыктары CIPigment Red48:2 (BBC же 2BP) сыяктуу металл иондорун камтыган көл пигменти менен реакцияга кирет: XCa2++2Na+→XNa2+ +Ca2+

• Пигменттер менен галоген суутектеринин (HX) ортосундагы реакция

Температура 170°Сге көтөрүлгөндө же жарыктын таасири астында PVC конъюгацияланган кош байланышты түзүү үчүн HCIди жок кылат.

Галогенди камтыган отко чыдамдуу полиолефин же түстүү отко чыдамдуу пластмасса буюмдары да жогорку температурада калыпка келтирилгенде дегидрогалогендүү HX болуп саналат.

1) Ультрамарин жана HX реакциясы

Ультрамарин көк пигмент пластикалык боёодо же сары жарыкты жок кылууда кеңири колдонулат, күкүрт кошулмасы.

2) жез алтын порошок пигмент PVC чийки заттын кычкылдануу ажыроо тездетет

Жез пигменттери жогорку температурада Cu+ жана Cu2+ чейин кычкылданышы мүмкүн, бул ПВХнын ажыроосун тездетет.

3) Полимерлерде металл иондорунун бузулушу

Кээ бир пигменттердин полимерлерге кыйратуучу таасири бар. Мисалы, марганец көлүнүн пигменти CIPigmentRed48: 4 PP пластикалык буюмдарды калыптоо үчүн ылайыктуу эмес. Себеби өзгөрүлмө баадагы металл марганец иондору РПнын термикалык кычкылдануусунда же фотооксидантында электрондорду өткөрүп берүү аркылуу гидропероксидди катализдейт. РПнын ажыроосу РПнын тездетилген эскиришине алып келет; поликарбонаттагы эфир байланышы ысытылганда гидролизденүү жана ыдыратуу оңой жана пигментте металл иондору болгондон кийин, ажыроо процессин жеңилдетет; металл иондору ошондой эле ПВХ жана башка чийки заттын термо-кычкылтек ажыроосуна көмөктөшөт жана түстүн өзгөрүшүнө себеп болот.

Жыйынтыктап айтканда, пластмассадан жасалган буюмдарды өндүрүүдө чийки зат менен реакцияга кирүүчү түстүү пигменттерди колдонуудан качуунун эң мүмкүн жана натыйжалуу жолу болуп саналат.

3. Боектор менен кошумчалардын ортосундагы реакция

1) Күкүрттүү пигменттердин жана кошумчалардын ортосундагы реакция

Кадмий сары (CdS жана CdSe катуу эритмеси) сыяктуу күкүрт камтыган пигменттер кислотага начар туруштук бергендиктен ПВХ үчүн ылайыктуу эмес жана аларды коргошун камтыган кошумчалар менен колдонууга болбойт.

2) Курамында коргошун бар кошулмалардын күкүрттү камтыган стабилизаторлор менен реакциясы

Хром сары пигментиндеги же молибден кызылындагы коргошундун курамы тиодистеарат DSTDP сыяктуу антиоксиданттар менен реакцияга кирет.

3) Пигмент менен антиоксиданттын ортосундагы реакция

PP сыяктуу антиоксиданттары бар чийки заттар үчүн кээ бир пигменттер антиоксиданттар менен реакцияга кирип, антиоксиданттардын функциясын алсыратат жана чийки заттын жылуулук кычкылтек туруктуулугун начарлатат. Мисалы, фенолдук антиоксиданттар жеңил көмүртек менен сиңилет же алар менен реакцияга кирип, активдүүлүгүн жоготот; ак же ачык түстөгү пластмасса буюмдарындагы фенолдук антиоксиданттар жана титан иондору фенолдук ароматтык углеводороддук комплекстерди пайда кылып, продуктулардын саргарышын пайда кылат. Ылайыктуу антиоксидантты тандаңыз же ак пигменттин (TiO2) түсүнүн өзгөрүшүнө жол бербөө үчүн кислотага каршы цинк тузу (цинк стеараты) же P2 тибиндеги фосфит сыяктуу көмөкчү кошумчаларды кошуңуз.

4) Пигмент менен жарыктын стабилизаторунун ортосундагы реакция

Пигменттердин жана жарык стабилизаторлорунун таасири, жогоруда айтылгандай күкүрт камтыган пигменттердин жана никельди камтыган жарык стабилизаторлорунун реакциясынан тышкары, жалпысынан жарык стабилизаторлорунун эффективдүүлүгүн төмөндөтөт, айрыкча тоскоол болгон амин нурунун стабилизаторлорунун жана азо-сары жана кызыл пигменттердин таасирин төмөндөтөт. Туруктуу төмөндөөнүн таасири айкыныраак жана ал түссүз сыяктуу туруктуу эмес. Бул көрүнүш үчүн эч кандай так түшүндүрмө жок.

4. Кошумчалардын ортосундагы реакция

Көптөгөн кошумчалар туура эмес колдонулса, күтүлбөгөн реакциялар пайда болушу мүмкүн жана продукттун түсү өзгөрөт. Мисалы, оттон сактагыч Sb2O3 курамында күкүрт бар антиоксидант менен реакцияга кирип, Sb2S3: Sb2O3+–S–→Sb2S3+–O–

Ошондуктан, өндүрүш курамын карап жатканда кошумчаларды тандоодо этият болушу керек.

5. Көмөкчү авто-кычкылдануунун себептери

Фенолик стабилизаторлордун автоматтык кычкылдануусу ак же ачык түстөгү продуктулардын түсүнүн өзгөрүшүнө көмөктөшүүчү маанилүү фактор болуп саналат. Бул түстүн өзгөрүшү көбүнчө чет өлкөлөрдө "кызгылт" деп аталат.

Ал BHT антиоксиданттары (2-6-ди-терт-бутил-4-метилфенол) сыяктуу кычкылдануу продуктулары менен кошулат жана 3,3′,5,5′-стилбен хинондун ачык кызыл реакциясынын продуктусу сыяктуу формада болот, Бул түстүн өзгөрүшү пайда болот. кычкылтек жана суунун катышуусунда жана жарык жок болгон учурда гана. Ультрафиолет нурунун таасири астында ачык кызыл стилбен хинон тездик менен сары бир шакектүү продуктуга ажырайт.

6. Жарыктын жана жылуулуктун таасири астында түстүү пигменттердин таутомеризациясы

Кээ бир түстүү пигменттер жарыктын жана жылуулуктун таасири астында молекулярдык конфигурациянын таутомеризациясына дуушар болушат, мисалы, CIPig.R2 (BBC) пигменттерин азо түрүнөн хинон түрүнө өзгөртүү үчүн колдонуу, бул баштапкы конъюгация эффектин өзгөртөт жана конъюгацияланган байланыштардын пайда болушун шарттайт. . төмөндөп, түстүн кочкул көк-жаркылдаган кызылдан ачык кызгылт сары-кызылга өзгөрүшүнө алып келет.

Ошол эле учурда жарыктын катализинде ал суу менен ажырап, ко-кристалл сууну өзгөртүп, өңү өчүп калат.

7. Абаны булгоочу заттар менен шартталган

Пластик буюмдарды сактоодо же колдонууда кээ бир реактивдүү материалдар, чийки заттар, кошумчалар же боёгуч пигменттер болобу, жарыктын жана жылуулуктун таасири астында атмосферадагы нымдуулук же кислоталар жана щелочтор сыяктуу химиялык булгоочу заттар менен реакцияга кирет. Ар кандай татаал химиялык реакциялар пайда болот, алар убакыттын өтүшү менен өчүп же түсүнүн өзгөрүшүнө алып келет.

Бул кырдаалды болтурбоо же ылайыктуу жылуулук кычкылтек стабилизаторлорун, жарык стабилизаторлорун кошуу же аба ырайына каршы жогорку сапаттагы кошумчаларды жана пигменттерди тандоо менен жеңилдетүүгө болот.