ضد اکسنده , چگونه جلوی تغییر رنگ و ترک و پوسته پوسته شدن پلاستیک ها و پلیمرها را بگیریم؟
یکی از اشکالات و ضعف های پلیمرها ناپایداری و مقاومت کم در برابر حرارت , نور ,ازن و غیره می باشد در نتیجه سالانه سرمایه سنگینی برای تخریب پلیمرها از بین می رود . بنابراین برای استفاده های طولانی در شرایط فوق می بایست پلیمرها را پایدار نماییم. لذا یکی از مواد افزودنی که در آمیزه های پلیمری مصرف می شود پایدارکننده ها می باشند:
برای مثال داشبورد خودروها که در مقابل نور قرار می گیرد بایست پایدار شوند و گرنه پس از مدتی ترک بر می دارند , مقاوم کردن کفپوش و دیوار پوش های PVC در برابر نور و ازن برای جلوگیری از تغییرات رنگ و ترک خوردن الزامی می باشد. فیلمهای کشاورزی که برای مدت طولانی در برابر نور خورشید قرار می گیرند می بایست در برابر نور ماوراءبنفش تقویت شوند.پس نتیجه می گیریم اگر پلاستیکی خصوصا از نوع عمومی نظیر پلی اتیلن و پلی پروپیلن و پی وی سی در مقابل نور خورشید قراربگیرد در صورت عدم استفاده از افزودنی تغییر رنگ می دهد.
به همین دلیل هنگام فروش یک محموله بازیافتی حتما تاکید می شود که تغییر رنگ نداده است. زیرا حرارت باعث کاهش جرم مولکولی , کاهش مقاوت به ضربه و افت خواص مکانیکی می گردد. بنابراین همانطور که قبلا نیز اشاره گردید, یکی از افزودنی های پرمصرف پایدارکننده ها می باشند که به ۵ نوع تقسیم می شوند:
۱ - ضداکسنده یا آنتی اکسیدانت
۲ - ضد ازن
۳ - پایدارکننده حرارتیPVC
۴ - پایدارکننده ماوراءبنفش
۵ - پایدارکننده زیستی
وظیفه پایدارکننده های حرارتی ضداکسنده ها
به منظور جلوگیری از اکسایش پلاستیکها توسط حرارت در حین فرایند و در زمان کاربرد، به طور گسترده ای درآمیزه های PVC به کار می روند. پایدارکننده های حرارتی از طریق توقف اکسایش یا از طریق حمله به محصولات حاصل از اکسایش عمل می کنند.
خواص تحت تاثیر :
پایداری در زمان فرایند،مقاومت شکست حرارتی تحت تنش مکانیکی یا اعمال بار، پایداری رنگ و شفافیت.
مواد :
نمک های فلزی، سرب، ترکیبات باریوم، کادیوم، روی و ترکیبات آلی.
گروههای فنولی با ممانعت فضایی، آمین های آروماتیک نوع دوم(ضد اکسنده های اولیه).
فسفیت ها/فسفونیت ها، تیواترها، اپوکسی های بر پایه.
سویا(ضداکسنده های ثانویه).
ترکیبات هم افزای این مواد.
نقایص:
این مواد زیان های جندان جدی ندارند. پایدارکننده ها مدت زمان زیادی است که در اطراف ما وجود دارند. این مواد به عنوان یکی از اجزای فرایند مورد قبول شده اند. سرب و کادیوم به دلیل مشکلات زیست محیطی در حال جایگزین شدن هستند.
پیشرفت های جدید
سیستم های پایدارکننده چند عامله و توسعه واکنش های هم افزای بهبود پایداری رنگ و شفافیت مناسبتر به منظور جایگزینی فلزات سنگین.
ضد اکسنده های اولیه
ضد اکسنده های اولیه بسیار سریع عمل می کنند. مهم ترین آنها مواد فنولیک دارای ممانعت فضایی و آمین های آروماتیک نوع دوم می باشند.
ضد اکسنده ها در مقادیر بسیار پایین (۰۱/۰-۱%) در پلی اتیلن پرچگال (سنگین) و کم چگال (سبک) ( به خصوص گونه های پرشده با دوده برای عایقکاری کابل های مسی و لوله ها )، پلی پروپیلن ( به خصوص کاربردهای آب داغ )، پلی استایرن ضربه پذیر، ABS, موثر می باشند. امکان افزودن آنها به نرم کننده های PVC ( که می توانند محلول باشند ) به منظور جلوگیری از تخریب به واسطه اکسایش و شکنندگی سیم PVC و عایق بندی کابل وجود دارد.
ضد اکسنده های ثانویه
ضد اکسنده های ثانویه با هیدروپراکسید واکنش داده و تولید مواد غیر رادیکالی کرده و بدین دلیل ” تجزیه کننده های پر اکسید” نامیده می شوند. این مواد با فنول های اولیه و آمین ها که به واسطه واکنش با هیدروپراکسید تجزیه می شوند متفاوتند. این ضد اکسنده ها در ترکیبات هم افزا با ضد اکسنده های اولیه بسیار مفیدند. سیستم هایی که شامل فنولیک ها نمی باشند پایداری رنگ مناسبی را ایجاد می کنند که خاصیتی مهم در PP و سایر کاربردها می باشد. شرکت Ciba از کشف جدیدی در سیستم ها FS خبر داده که اولین محصول بر پایه هیدروکسیل آمین جدیدی است که ترکیبی با وزن مولکولی بالا و با سازگاری بسیار مناسب با پلی پروپیلن می باشد. فسفیت ها و فسفونیت ها عموما” به عنوان موثرترین پایدارکننده ها در حین فرایند شناخته می شوند که پلیمر و ضد اکسنده های اولیه را به طور هم زمان حفاظت می کنند. فسفیت های پایدار Hydrolytical از جمله پایدارکننده های فرایندی هستند که غالبا” در سیتم های افزودنی با کارایی بالا استفاده می شوند. نتیجه تحقیق هاب اخیر سیستم هایی با پایداری رنگ و کنترل خواص بهتر است. به عنوان نمونه۴ Doverphos Hipure تولید شرکت Dover که پایدارکننده حرارتی و فرایندی تریس نونیل فنیل فسفیت TNPP)) است و ادعا می شود که قیمت کلی را کاهش می دهد. این محصول در اکرلیک ها لاستیکها نایلون پلی کربنات پلی یورتان پلی استایرن PVC ABS ,PET نیز موثر است.
معمولا یک مشاور نسبت به مواد پلیمری پایه مصرفی, می تواند آنتی اکسیدان مناسب را پیشنهاد می نماید.
منبع:Hand book plastics/تخریب پلیمرها
