Дониши маводи бастабандӣ - Сабаби тағирёбии ранги маҳсулоти пластикӣ чист?

• Деградатсияи оксидшавии ашёи хом метавонад ҳангоми қолибрезӣ дар ҳарорати баланд рангро тағйир диҳад;
• Рангшавии рангоранг дар ҳарорати баланд боиси рангшавии маҳсулоти пластикӣ мегардад;
• Реаксияи кимиёвӣ байни рангкунанда ва ашёи хом ё иловаҳо боиси тағирёбии ранг мегардад;
• Реаксияи байни иловаҳо ва оксидшавии автоматии иловаҳо боиси тағирёбии ранг мегардад;
• Таутомеризатсияи пигментҳои рангкунанда дар зери таъсири рӯшноӣ ва гармӣ боиси тағирёбии ранги маҳсулот мегардад;
• Ифлоскунандаҳои ҳаво метавонанд боиси тағирёбии маҳсулоти пластикӣ шаванд.

1. Бо сабаби қолаби пластикӣ

1) Деградатсияи оксидшавии ашёи хом метавонад ҳангоми қолиб дар ҳарорати баланд рангро ба вуҷуд орад

Ҳангоме ки ҳалқаи гармидиҳӣ ё плитаи гармидиҳии таҷҳизоти коркарди қолаби пластикӣ аз сабаби берун аз назорат ҳамеша дар ҳолати гармкунӣ қарор дорад, он осон аст, ки ҳарорати маҳаллӣ хеле баланд шавад, ки ашёи хомро дар ҳарорати баланд оксид ва таҷзия мекунад. Барои он пластмассаҳои ба гармӣ ҳассос, ба монанди PVC, осонтар аст, вақте ки ин падида рух медиҳад, вақте ки он ҷиддӣ аст, сӯзонда мешавад ва зард ё ҳатто сиёҳ мешавад, ки бо ҳамроҳии миқдори зиёди моддаҳои пасти молекулавӣ пур мешавад.

Ин таназзул реаксияҳоеро дар бар мегирад, ба монандидеполимеризатсия, буридани занҷирҳои тасодуфӣ, хориҷ кардани гурӯҳҳои тарафӣ ва моддаҳои вазни пасти молекулавӣ.

• Деполимеризатсия

Реаксияи ҷудошавӣ дар пайванди занҷири терминал ба амал меояд, ки боиси он мегардад, ки пайванди занҷир як ба як меафтад ва мономери тавлидшуда зуд ноустувор мешавад. Дар ин вақт вазни молекулавӣ ба мисли раванди баръакси полимеризатсияи занҷир хеле суст тағйир меёбад. Ба монанди деполимеризатсияи гармии метилметакрилат.

• Буридани занҷири тасодуфӣ (таназзул)

Инчунин ҳамчун танаффусҳои тасодуфӣ ё занҷирҳои шикаста маълум аст. Дар зери таъсири қувваи механикӣ, радиатсияи энергияи баланд, мавҷҳои ултрасадо ё реагентҳои кимиёвӣ занҷири полимерӣ бе нуқтаи собит канда мешавад ва полимери каммолекулярӣ ҳосил мешавад. Ин яке аз роҳҳои таназзули полимерҳо мебошад. Вақте ки занҷири полимер ба таври тасодуфӣ таназзул мекунад, вазни молекулавӣ зуд коҳиш меёбад ва талафоти вазни полимер хеле хурд аст. Масалан, механизми таназзули полиэтилен, полиен ва полистирол асосан таназзули тасодуфӣ мебошад.

Вақте ки полимерҳо ба монанди PE дар ҳарорати баланд қолаб карда мешаванд, ҳама гуна мавқеи занҷири асосӣ шикаста мешавад ва вазни молекулавӣ зуд коҳиш меёбад, аммо ҳосили мономер хеле кам аст. Ин намуди реаксияро буридани занҷирҳои тасодуфӣ, баъзан таназзул, полиэтилен меноманд Радикалҳои озоде, ки пас аз буридани занҷир ба вуҷуд меоянд, хеле фаъол буда, бо гидрогени дуюмдараҷа иҳота шудаанд, ба реаксияҳои интиқоли занҷир майл доранд ва тақрибан мономерҳо ҳосил намешаванд.

• Хориҷ кардани ивазкунандаҳо

ПВХ, ПВАК ва гайра хангоми гарм кардан реаксияи бартарафсозии ивазкунандаро аз сар мегузаронанд, аз ин рӯ дар каҷи термогравиметрӣ аксар вақт плато пайдо мешавад. Ҳангоми гарм кардани поливинилхлорид, поливинилацетат, полиакрилонитрил, поливинилфторид ва ғайра ивазкунандаҳо хориҷ мешаванд. Гирифтани поливинилхлориди (ПВХ) ҳамчун мисол, PVC дар ҳарорати аз 180 ~ 200 ° C коркард карда мешавад, аммо дар ҳарорати пасттар (масалан, 100 ~ 120 ° C), он ба дегидрогенатсия (HCl) оғоз мекунад ва HCl-ро хеле гум мекунад. зуд дар тақрибан 200 ° C. Аз ин рӯ, ҳангоми коркард (180-200°С) полимер майл дорад, ки рангаш тиратар ва қуввааш пасттар мешавад.

HCl озод ба дегидрохлоризатсия таъсири каталитикӣ дорад ва хлоридҳои металлӣ, ба монанди хлориди оҳан, ки дар натиҷаи таъсири хлориди гидроген ва таҷҳизоти коркард ба вуҷуд меоянд, ба катализ мусоидат мекунанд.

Ҳангоми коркарди термикӣ ба PVC барои беҳтар кардани устувории он бояд чанд фоизи абсорбентҳои кислотаҳо, аз қабили стеарати барий, органотин, пайвастагиҳои сурб ва ғайра илова карда шаванд.

Вакте ки сими алока барои ранг кардани сими алока истифода мешавад, агар кабати полиолефини сими мис устувор набошад, дар интерфейси полимеру мис карбоксилати миси сабз ба вучуд меояд. Ин реаксияҳо ба паҳншавии мис ба полимер мусоидат намуда, оксидшавии каталитикии мисро метезонанд.

Аз ин рӯ, барои кам кардани суръати таназзули оксидшавии полиолефинҳо, аксар вақт антиоксидантҳои аминокислотаҳои фенолӣ ё хушбӯй (AH) илова карда мешаванд, то реаксияи дар боло зикршударо қатъ намуда, радикалҳои озоди ғайрифаъолро ташкил медиҳанд A·: ROO·+AH-→ROOH+A·

• Деградатсияи оксидшавӣ

Маҳсулоти полимерӣ, ки ба ҳаво дучор мешаванд, оксигенро ҷаббида, оксидшавиро ба вуҷуд оварда, гидропероксидҳоро ташкил медиҳанд, минбаъд барои тавлиди марказҳои фаъол таҷзия мешаванд, радикалҳои озодро ташкил медиҳанд ва сипас ба реаксияҳои занҷири радикалҳои озод (яъне раванди автооксидшавӣ) мегузаранд. Полимерҳо ҳангоми коркард ва истифода ба оксиген дар ҳаво дучор мешаванд ва ҳангоми гарм кардан таназзули оксидшавӣ суръат мегирад.

Оксидшавии гармии полиолефинҳо ба механизми реаксияи занҷири радикалии озод тааллуқ дорад, ки рафтори автокаталитикӣ дорад ва онро ба се марҳила тақсим кардан мумкин аст: оғозшавӣ, афзоиш ва қатъшавӣ.

Буридани занҷир, ки аз ҷониби гурӯҳи гидропероксид ба вуҷуд омадааст, боиси кам шудани вазни молекулавӣ мегардад ва маҳсулоти асосии ҷудошавӣ спиртҳо, альдегидҳо ва кетонҳо мебошанд, ки дар ниҳоят ба кислотаҳои карбон оксид мешаванд. Кислотаҳои карбон дар оксидшавии каталитикии металлҳо нақши муҳим доранд. Деградатсияи оксидшавӣ сабаби асосии бад шудани хосиятҳои физикӣ ва механикии маҳсулоти полимерӣ мебошад. Деградатсияи оксидшавӣ бо сохтори молекулавии полимер фарқ мекунад. Мавҷудияти оксиген инчунин метавонад зарари рӯшноӣ, гармӣ, радиатсия ва қувваи механикиро ба полимерҳо пурзӯр гардонад ва боиси реаксияҳои мураккабтари деградатсия гардад. Антиоксидантҳо ба полимерҳо илова карда мешаванд, то таназзули оксидшавиро суст кунанд.

2) Ҳангоми коркард ва қолаби пластикӣ, рангкунанда аз сабаби тобовар буданаш ба ҳарорати баланд таҷзия мешавад, пажмурда мешавад ва ранги дигар мекунад.

Пигментҳо ё рангҳое, ки барои ранг кардани пластикӣ истифода мешаванд, маҳдудияти ҳарорат доранд. Вақте ки ба ин ҳарорати маҳдуд мерасад, пигментҳо ё рангҳо барои тавлиди пайвастагиҳои гуногуни вазни молекулавии камтар аз тағироти кимиёвӣ дучор мешаванд ва формулаҳои реаксияи онҳо нисбатан мураккабанд; пигментҳои гуногун аксуламалҳои гуногун доранд. Ва маҳсулот, муқовимати ҳарорати пигментҳои гуногунро метавон бо усулҳои таҳлилӣ, ба монанди талафоти вазн санҷид.

2. Рангҳо бо ашёи хом реаксия мекунанд

Реаксияи байни рангорангҳо ва ашёи хом асосан дар коркарди баъзе пигментҳо ё рангҳо ва ашёи хом зоҳир мешавад. Ин реаксияҳои химиявӣ ба тағирёбии ранг ва таназзули полимерҳо оварда мерасонанд ва ба ин васила хосиятҳои маҳсулоти пластикиро тағир медиҳанд.

• Реаксияи коҳиш

Баъзе полимерҳои баланд, ба монанди нейлон ва аминопластҳо, агентҳои қавии пасткунандаи кислота дар ҳолати гудохта мебошанд, ки метавонанд пигментҳо ё рангҳоро, ки дар ҳарорати коркард устуворанд, коҳиш ва пажмурда кунанд.

• Мубодилаи сілтӣ

Металлҳои заминии ишқорӣ дар полимерҳои эмульсияи PVC ё баъзе полипропиленҳои устуворшуда метавонанд бо металлҳои ишқории заминӣ дар рангорангҳо "мубодилаи асосӣ" кунанд, то рангро аз кабуд-сурх ба норанҷӣ иваз кунанд.

Полимери эмульсионии ПВХ усулест, ки дар он VC тавассути омехта кардан дар як эмульгатор (ба монанди додецилсульфонати натрий C12H25SO3Na) маҳлули обии полимеризатсия карда мешавад. Реаксия дорои Na+; бо максади бехтар кардани гармй ва оксигени PP, 1010, DLTDP ва гайра аксар вакт илова карда мешаванд. Оксиген, антиоксидант 1010 як реаксияи трансэтерификатсия аст, ки бо 3,5-ди-терт-бутил-4-гидроксипропионат эфири метил ва пентаэритритоли натрий катализ мешавад ва DLTDP бо роҳи реаксия кардани маҳлули обии Na2S бо акрилонитрил пропионитрил омода карда мешавад, ки дар ниҳоят гидролизонида мешавад бо рохи этерификация бо спирти лаурил ба даст оварда шудааст. Реаксия инчунин Na + дорад.

Ҳангоми шакл додан ва коркарди маҳсулоти пластикӣ, боқимондаи Na + дар ашёи хом бо пигменти кӯли дорои ионҳои металлӣ ба монанди CIPigment Red48: 2 (BBC ё 2BP): XCa2++2Na+→XNa2+ +Ca2+ реаксия хоҳад кард.

• Реаксия байни пигментҳо ва галогенҳои гидроген (HX)

Вақте ки ҳарорат то 170 ° C боло меравад ё дар зери таъсири рӯшноӣ, PVC HCI-ро хориҷ мекунад, то пайванди дугонаи конъюгатиро ташкил кунад.

Пололефини галогени дорои алангаи оташ тобовар ё маҳсулоти пластикии ранга, ки аз оташ тобовар аст, инчунин ҳангоми дар ҳарорати баланд қолаб кардан HX дегидрогалогеншуда мебошанд.

1) Реаксияи ултрамарин ва HX

Пигменти кабуди ултрамарини ба таври васеъ дар ранг кардани пластикӣ ё аз байн бурдани нури зард истифода мешавад, як пайвастагии сулфур аст.

2) Пигменти хокаи тиллои мис таҷзияи оксидшавии ашёи хоми PVC-ро метезонад

Пигментҳои мисро дар ҳарорати баланд ба Cu+ ва Cu2+ оксид кардан мумкин аст, ки таҷзияи PVC-ро метезонад

3) Нобудшавии ионҳои металлӣ дар полимерҳо

Баъзе пигментҳо ба полимерҳо таъсири харобиовар доранд. Масалан, пигменти кӯли марганец CIPigmentRed48:4 барои қолаби маҳсулоти пластикии ПП мувофиқ нест. Сабаб дар он аст, ки ионҳои мангани металлии тағирёбандаи нархҳо тавассути интиқоли электронҳо дар оксидшавии гармӣ ё фотооксидшавии ПР гидропероксидро катализ мекунанд. Таҷзияи PP ба пиршавии босуръати PP оварда мерасонад; пайванди эфирӣ дар поликарбонат ҳангоми гармкунӣ ба осонӣ гидролиз ва пусида мешавад ва вақте ки дар пигмент ионҳои металлӣ мавҷуданд, мусоидат ба таҷзия осонтар аст; ионҳои металлӣ инчунин ба таҷзияи термооксигении ПВХ ва дигар ашёи хом мусоидат мекунанд ва боиси тағирёбии ранг мешаванд.

Хулоса, ҳангоми истеҳсоли маҳсулоти пластикӣ, ин роҳи имконпазир ва самараноки пешгирӣ кардани истифодаи пигментҳои рангаест, ки бо ашёи хом реаксия мекунанд.

3. Реаксияи байни рангкунандаҳо ва иловаҳо

1) Реаксияи байни пигментҳои дорои сулфур ва иловаҳо

Пигментҳои дорои сулфур, аз қабили зард кадмий (махлули сахти CdS ва CdSe) барои PVC аз сабаби муқовимати бади кислотаҳо мувофиқ нестанд ва набояд бо иловаҳои сурбдор истифода шаванд.

2) Реаксияи пайвастагињои сурбдор бо стабилизаторњои сулфурдор

Мазмуни сурб дар пигменти зарди хромӣ ё сурхи молибден бо антиоксидантҳо ба монанди тиодистеарати DSTDP реаксия мекунад.

3) Реаксияи байни пигмент ва антиоксидант

Барои ашёи хоми дорои антиоксидантҳо, аз қабили PP, баъзе пигментҳо инчунин бо антиоксидантҳо реаксия мекунанд, ба ин васила функсияи антиоксидантҳоро суст мекунанд ва устувории гармии оксигени ашёи хомро бадтар мекунанд. Масалан, антиоксидантҳои фенолӣ аз ҷониби сиёҳи карбон ба осонӣ ҷаббида мешаванд ё бо онҳо реаксия карда, фаъолияти худро гум мекунанд; антиоксидантҳои фенолӣ ва ионҳои титан дар маҳсулоти пластикии сафед ё равшан, комплексҳои карбогидридҳои хушбӯйи фенолӣ барои зардшавии маҳсулотро ба вуҷуд меоранд. Антиоксиданти мувофиқро интихоб кунед ё иловаҳои ёрирасонро илова кунед, ба монанди намаки зидди кислотаи руҳ (стеарати руҳ) ё фосфити навъи P2 барои пешгирӣ кардани ранги пигменти сафед (TiO2).

4) Реаксияи байни пигмент ва stabilizer нур

Таъсири пигментҳо ва стабилизаторҳои рӯшноӣ, ба истиснои реаксияи пигментҳои дорои сулфур ва стабилизаторҳои нури дорои никел, ки дар боло тавсиф шудаанд, умуман самаранокии стабилизаторҳои рӯшноиро коҳиш медиҳад, бахусус таъсири стабилизаторҳои нури амини монеа ва пигментҳои азо зарду сурх. Таъсири таназзули муътадил бештар аён аст ва он мисли ранга устувор нест. Барои ин падида шарҳи дақиқ вуҷуд надорад.

4. Реаксияи байни иловаҳо

Агар миқдори зиёди иловаҳо нодуруст истифода шаванд, аксуламалҳои ғайричашмдошт ба амал меоянд ва маҳсулот ранги дигар мегирад. Масалан, Sb2O3 тобовар аз оташ бо антиоксиданти дорои сулфур реаксия карда, Sb2S3 тавлид мекунад: Sb2O3+–S–→Sb2S3+–O–

Аз ин рӯ, ҳангоми баррасии формулаҳои истеҳсолӣ бояд ҳангоми интихоби иловаҳо эҳтиёткор бошад.

5. Сабабҳои ёрирасони автооксидшавӣ

Оксидшавии автоматии стабилизаторҳои фенолӣ омили муҳимест, ки ба рангорангшавии маҳсулоти сафед ё сабукранг мусоидат мекунад. Ин рангро дар кишварҳои хориҷӣ аксар вақт "Pinking" меноманд.

Он бо маҳсулоти оксидшавӣ ба монанди антиоксидантҳои BHT (2-6-ди-терт-бутил-4-метилфенол) пайваст карда мешавад ва ба монанди 3,3',5,5'-стилбен хинон маҳсулоти реаксияи сурхи нури сурх шакл мегирад. фаќат дар мављудияти оксиген ва об ва дар сурати набудани нур. Ҳангоми дучор шудан ба нурҳои ултрабунафш, хионин стилбени сурхи сабук зуд ба маҳсулоти як ҳалқаи зард таҷзия мешавад.

6. Таутомеризатсияи пигментҳои ранга зери таъсири рӯшноӣ ва гармӣ

Баъзе пигментҳои ранга дар зери таъсири рӯшноӣ ва гармии конфигуратсияи молекулавӣ тавтомеризатсия мешаванд, ба монанди истифодаи пигментҳои CIPig.R2 (BBC) барои аз намуди азо ба навъи хинон иваз кардан, ки таъсири конъюгасияи аслии конъюгатиро тағйир медиҳад ва боиси ташаккули пайвандҳои конъюгатсионӣ мегардад. . кам мешавад, ки дар натиҷа ранг аз сурхи кабуди торик ба сурхи афлесун-сурх тағйир меёбад.

Дар айни замон дар зери катализи рушной бо об пусида, оби кокристаллро тагйир дода, боиси пажмурда мешавад.

7. Дар натиҷаи ифлоскунандаҳои ҳаво

Ҳангоми нигоҳ доштан ё истифода бурдани маҳсулоти пластикӣ, баъзе маводи реактивӣ, хоҳ ашёи хом, хоҳ иловагиҳо, хоҳ пигментҳои рангоранг, бо намӣ дар атмосфера ё ифлоскунандаҳои кимиёвӣ, ба монанди кислотаҳо ва сілтҳо дар зери таъсири рӯшноӣ ва гармӣ реаксия мекунанд. Реаксияҳои гуногуни мураккаби кимиёвӣ ба вуҷуд меоянд, ки бо мурури замон боиси пажмурда шудан ё рангоранг мешаванд.

Ин вазъиятро тавассути илова кардани стабилизаторҳои мувофиқи оксигени гармӣ, стабилизаторҳои рӯшноӣ ё интихоби иловаҳои баландсифати муқовимат ба обу ҳаво ва пигментҳо пешгирӣ кардан ё сабук кардан мумкин аст.