Njohuri për materialet e paketimit - Çfarë e shkakton ndryshimin e ngjyrës së produkteve plastike?

• Degradimi oksidativ i lëndëve të para mund të shkaktojë njollë kur formohet në temperaturë të lartë;
• Çngjyrosja e ngjyruesit në temperaturë të lartë do të shkaktojë njollë të produkteve plastike;
• Reaksioni kimik midis ngjyruesit dhe lëndëve të para ose aditivëve do të shkaktojë njollë;
• Reagimi ndërmjet aditivëve dhe oksidimi automatik i aditivëve do të shkaktojë ndryshime të ngjyrave;
• Tautomerizimi i pigmenteve ngjyrosëse nën veprimin e dritës dhe nxehtësisë do të shkaktojë ndryshime të ngjyrave të produkteve;
• Ndotësit e ajrit mund të shkaktojnë ndryshime në produktet plastike.

1. Shkaktuar nga derdhja plastike

1) Degradimi oksidativ i lëndëve të para mund të shkaktojë njollë kur formohet në temperaturë të lartë

Kur unaza e ngrohjes ose pllaka ngrohëse e pajisjes së përpunimit të formimit të plastikës është gjithmonë në një gjendje ngrohjeje për shkak të jashtë kontrollit, është e lehtë të shkaktohet që temperatura lokale të jetë shumë e lartë, gjë që bën që lënda e parë të oksidohet dhe të dekompozohet në temperaturë të lartë. Për ato plastikë të ndjeshme ndaj nxehtësisë, si p.sh. PVC, është më e lehtë që Kur ndodh ky fenomen, kur është serioz, ajo do të digjet dhe do të bëhet e verdhë, apo edhe e zezë, e shoqëruar nga një sasi e madhe e avullimeve të ulëta molekulare të tejmbushura.

Ky degradim përfshin reaksione të tilla sidepolimerizimi, prerja e rastësishme e zinxhirit, heqja e grupeve anësore dhe substancave me peshë të ulët molekulare.

• Depolimerizimi

Reaksioni i ndarjes ndodh në lidhjen e zinxhirit terminal, duke bërë që lidhja e zinxhirit të bjerë një nga një dhe monomeri i krijuar avullohet me shpejtësi. Në këtë kohë, pesha molekulare ndryshon shumë ngadalë, ashtu si procesi i kundërt i polimerizimit të zinxhirit. Të tilla si depolimerizimi termik i metakrilatit metil.

• Prerje e rastësishme e zinxhirit (Degradim)

Gjithashtu i njohur si thyerje të rastësishme ose zinxhirë të thyer të rastësishëm. Nën veprimin e forcës mekanike, rrezatimit me energji të lartë, valëve ultrasonike ose reagentëve kimikë, zinxhiri i polimerit prishet pa një pikë fikse për të prodhuar një polimer me peshë të ulët molekulare. Është një nga mënyrat e degradimit të polimerit. Kur zinxhiri i polimerit degradohet rastësisht, pesha molekulare bie me shpejtësi dhe humbja e peshës së polimerit është shumë e vogël. Për shembull, mekanizmi i degradimit të polietilenit, polienit dhe polistirenit është kryesisht degradim i rastësishëm.

Kur polimere të tilla si PE formohen në temperatura të larta, çdo pozicion i zinxhirit kryesor mund të prishet dhe pesha molekulare bie me shpejtësi, por rendimenti i monomerit është shumë i vogël. Ky lloj reaksioni quhet prerje e zinxhirit të rastësishëm, nganjëherë quhet degradim, polietileni Radikalët e lirë të formuar pas prerjes së zinxhirit janë shumë aktivë, të rrethuar nga më shumë hidrogjen dytësor, të prirur ndaj reaksioneve të transferimit zinxhir dhe pothuajse nuk prodhohen monomere.

• Heqja e zëvendësuesve

PVC, PVAc, etj. mund t'i nënshtrohen reaksionit të heqjes së zëvendësuesit kur nxehen, kështu që shpesh shfaqet një pllajë në kurbën termogravimetrike. Kur nxehen klorur polivinil, polivinil acetat, poliakrilonitrili, polivinil fluori, etj., zëvendësuesit do të hiqen. Duke marrë si shembull polivinilklorurin (PVC), PVC përpunohet në një temperaturë nën 180~200°C, por në një temperaturë më të ulët (si p.sh. 100~120°C), fillon të dehidrogjenohet (HCl) dhe humbet shumë HCl. shpejt në rreth 200°C. Prandaj, gjatë përpunimit (180-200°C), polimeri tenton të bëhet më i errët në ngjyrë dhe më i ulët në forcë.

HCl i lirë ka një efekt katalitik në dehidroklorinim, dhe kloruret e metaleve, të tilla si kloruri i hekurit të formuar nga veprimi i klorurit të hidrogjenit dhe pajisjet e përpunimit, nxisin katalizën.

Disa për qind të absorbuesve të acidit, si stearati i bariumit, organotina, komponimet e plumbit, etj., duhet të shtohen në PVC gjatë përpunimit termik për të përmirësuar qëndrueshmërinë e tij.

Kur kablloja e komunikimit përdoret për të ngjyrosur kabllon e komunikimit, nëse shtresa e poliolefinës në telin e bakrit nuk është e qëndrueshme, karboksilati i gjelbër i bakrit do të formohet në ndërfaqen polimer-bakër. Këto reaksione nxisin difuzionin e bakrit në polimer, duke përshpejtuar oksidimin katalitik të bakrit.

Prandaj, për të reduktuar shkallën e degradimit oksidativ të poliolefinave, shpesh shtohen antioksidantë amin fenolik ose aromatikë (AH) për të përfunduar reagimin e mësipërm dhe për të formuar radikalet e lira joaktive A·: ROO·+AH-→ROOH+A·

• Degradimi oksidativ

Produktet polimere të ekspozuara ndaj ajrit thithin oksigjenin dhe i nënshtrohen oksidimit për të formuar hidroperokside, dekompozohen më tej për të gjeneruar qendra aktive, formojnë radikale të lira dhe më pas i nënshtrohen reaksioneve zinxhirore të radikaleve të lira (dmth procesi i autooksidimit). Polimerët ekspozohen ndaj oksigjenit në ajër gjatë përpunimit dhe përdorimit, dhe kur nxehen, përshpejtohet degradimi oksidativ.

Oksidimi termik i poliolefinave i përket mekanizmit të reaksionit zinxhir të radikalit të lirë, i cili ka sjellje autokatalitike dhe mund të ndahet në tre hapa: fillimi, rritja dhe përfundimi.

Prerja e zinxhirit të shkaktuar nga grupi i hidroperoksidit çon në një ulje të peshës molekulare dhe produktet kryesore të prerjes janë alkoolet, aldehidet dhe ketonet, të cilat përfundimisht oksidohen në acide karboksilike. Acidet karboksilike luajnë një rol të madh në oksidimin katalitik të metaleve. Degradimi oksidativ është arsyeja kryesore për përkeqësimin e vetive fizike dhe mekanike të produkteve polimer. Degradimi oksidativ ndryshon me strukturën molekulare të polimerit. Prania e oksigjenit gjithashtu mund të intensifikojë dëmtimin e dritës, nxehtësisë, rrezatimit dhe forcës mekanike në polimere, duke shkaktuar reaksione më komplekse degradimi. Antioksidantë u shtohen polimereve për të ngadalësuar degradimin oksidativ.

2) Kur plastika përpunohet dhe formohet, ngjyruesi dekompozohet, zbehet dhe ndryshon ngjyrën për shkak të paaftësisë së tij për t'i bërë ballë temperaturave të larta

Pigmentet ose ngjyrat e përdorura për ngjyrosjen e plastikës kanë një kufi të temperaturës. Kur arrihet kjo temperaturë kufitare, pigmentet ose ngjyrat do t'i nënshtrohen ndryshimeve kimike për të prodhuar komponime të ndryshme me peshë molekulare më të ulët dhe formulat e tyre të reagimit janë relativisht komplekse; pigmente të ndryshme kanë reagime të ndryshme. Dhe produktet, rezistenca e temperaturës së pigmenteve të ndryshme mund të testohet me metoda analitike të tilla si humbja e peshës.

2. Ngjyrosësit reagojnë me lëndët e para

Reagimi midis ngjyruesve dhe lëndëve të para manifestohet kryesisht në përpunimin e pigmenteve të caktuara ose ngjyrave dhe lëndëve të para. Këto reaksione kimike do të çojnë në ndryshime në ngjyrën dhe degradimin e polimereve, duke ndryshuar kështu vetitë e produkteve plastike.

• Reagimi i reduktimit

Disa polimere të larta, të tilla si najloni dhe aminoplastet, janë agjentë të fortë reduktues të acidit në gjendje të shkrirë, të cilët mund të zvogëlojnë dhe zbejnë pigmentet ose ngjyrat që janë të qëndrueshme në temperaturat e përpunimit.

• Shkëmbimi Alkaline

Metalet alkaline tokësore në polimeret e emulsionit PVC ose disa polipropilene të stabilizuara mund të "këmbejnë bazë" me metalet alkaline tokësore në ngjyrues për të ndryshuar ngjyrën nga blu-e kuqe në portokalli.

Polimeri i emulsionit PVC është një metodë në të cilën VC polimerizohet duke nxitur në një tretësirë ​​ujore të emulsifikuesit (siç është dodecilsulfonat natriumi C12H25SO3Na). Reaksioni përmban Na+; për të përmirësuar rezistencën ndaj nxehtësisë dhe oksigjenit të PP, shpesh shtohen 1010, DLTDP, etj. Oksigjeni, antioksidanti 1010 është një reaksion transesterifikimi i katalizuar nga 3,5-di-tert-butil-4-hidroksipropionat metil ester dhe natriumi pentaerythritol, dhe DLTDP përgatitet duke reaguar tretësirën ujore të Na2S me akrilonitrilin Propionitrili në fund hidrolizohet dhe hidrolizohet. përftohet nga esterifikimi me alkool lauril. Reaksioni gjithashtu përmban Na+.

Gjatë formimit dhe përpunimit të produkteve plastike, Na+ e mbetur në lëndën e parë do të reagojë me pigmentin e liqenit që përmban jone metalike si CIPigment Red48:2 (BBC ose 2BP): XCa2++2Na+→XNa2+ +Ca2+

• Reagimi midis pigmenteve dhe halideteve të hidrogjenit (HX)

Kur temperatura rritet në 170°C ose nën veprimin e dritës, PVC heq HCI për të formuar një lidhje të dyfishtë të konjuguar.

Pololefina rezistente ndaj flakës me përmbajtje halogjene ose produkte plastike me ngjyrë, rezistente ndaj flakës, dehidrohalogjenohen gjithashtu HX kur formohen në temperaturë të lartë.

1) Reaksioni ultramarine dhe HX

Pigmenti blu ultramarin i përdorur gjerësisht në ngjyrosjen e plastikës ose eliminimin e dritës së verdhë, është një përbërje squfuri.

2) Pigmenti i pluhurit të arit të bakrit përshpejton dekompozimin oksidativ të lëndëve të para PVC

Pigmentet e bakrit mund të oksidohen në Cu+ dhe Cu2+ në temperaturë të lartë, gjë që do të përshpejtojë dekompozimin e PVC.

3) Shkatërrimi i joneve metalike në polimere

Disa pigmente kanë një efekt shkatërrues në polimere. Për shembull, pigmenti i liqenit të manganit CIPigmentRed48:4 nuk është i përshtatshëm për formimin e produkteve plastike PP. Arsyeja është se jonet metalike të manganit me çmim të ndryshueshëm katalizojnë hidroperoksidin përmes transferimit të elektroneve në oksidimin termik ose fotooksidimin e PP. Zbërthimi i PP çon në plakjen e përshpejtuar të PP; lidhja esterike në polikarbonat është e lehtë për t'u hidrolizuar dhe dekompozuar kur nxehet, dhe pasi të ketë jone metalike në pigment, është më e lehtë të nxitet dekompozimi; jonet metalike do të nxisin gjithashtu dekompozimin termo-oksigjen të PVC dhe lëndëve të tjera të para dhe do të shkaktojnë një ndryshim të ngjyrës.

Për ta përmbledhur, kur prodhohen produkte plastike, është mënyra më e mundshme dhe më efektive për të shmangur përdorimin e pigmenteve me ngjyrë që reagojnë me lëndët e para.

3. Reagimi ndërmjet ngjyruesve dhe aditivëve

1) Reagimi midis pigmenteve që përmbajnë squfur dhe aditivëve

Pigmentet që përmbajnë squfur, të tilla si kadmiumi i verdhë (tretësirë ​​e ngurtë e CdS dhe CdSe), nuk janë të përshtatshme për PVC për shkak të rezistencës së dobët ndaj acidit dhe nuk duhet të përdoren me aditivë që përmbajnë plumb.

2) Reagimi i përbërjeve që përmbajnë plumb me stabilizues që përmbajnë squfur

Përmbajtja e plumbit në pigmentin e verdhë të kromit ose të kuqe të molibdenit reagon me antioksidantë të tillë si tiodistearati DSTDP.

3) Reagimi midis pigmentit dhe antioksidantit

Për lëndët e para me antioksidantë, të tillë si PP, disa pigmente do të reagojnë gjithashtu me antioksidantë, duke dobësuar kështu funksionin e antioksidantëve dhe duke përkeqësuar stabilitetin termik të oksigjenit të lëndëve të para. Për shembull, antioksidantët fenolik absorbohen lehtësisht nga karboni i zi ose reagojnë me ta për të humbur aktivitetin e tyre; antioksidantët fenolik dhe jonet e titanit në produktet plastike të bardha ose me ngjyrë të hapur formojnë komplekse hidrokarbure aromatike fenolike për të shkaktuar zverdhje të produkteve. Zgjidhni një antioksidant të përshtatshëm ose shtoni aditivë ndihmës, si kripë zinku anti-acid (stearat zinku) ose fosfit të tipit P2 për të parandaluar zbardhjen e pigmentit të bardhë (TiO2).

4) Reagimi midis pigmentit dhe stabilizuesit të dritës

Efekti i pigmenteve dhe stabilizuesve të dritës, me përjashtim të reaksionit të pigmenteve që përmbajnë squfur dhe stabilizuesve të dritës që përmbajnë nikel, siç përshkruhet më sipër, në përgjithësi zvogëlon efektivitetin e stabilizuesve të dritës, veçanërisht efektin e stabilizuesve të dritës amine të penguar dhe pigmenteve azo të verdhë dhe të kuq. Efekti i rënies së qëndrueshme është më i dukshëm dhe nuk është aq i qëndrueshëm sa i pangjyrosur. Nuk ka një shpjegim të qartë për këtë fenomen.

4. Reagimi ndërmjet aditivëve

Nëse shumë aditivë përdoren në mënyrë jo të duhur, mund të ndodhin reaksione të papritura dhe produkti do të ndryshojë ngjyrën. Për shembull, retardanti i flakës Sb2O3 reagon me antioksidantin që përmban squfur për të gjeneruar Sb2S3: Sb2O3+–S–→Sb2S3+–O–

Prandaj, duhet pasur kujdes në përzgjedhjen e aditivëve kur merren parasysh formulimet e prodhimit.

5. Shkaqet ndihmëse të autooksidimit

Oksidimi automatik i stabilizuesve fenolik është një faktor i rëndësishëm për të nxitur zbardhjen e produkteve të bardha ose me ngjyrë të hapur. Ky njollë shpesh quhet "Trëndafili" në vendet e huaja.

Ai shoqërohet nga produkte oksidimi si antioksidantët BHT (2-6-di-tert-butil-4-metilfenol), dhe ka formë si produkt i reaksionit të kinonit 3,3',5,5'-stilbene kinon i kuq i lehtë. Ky çngjyrim ndodh vetëm në prani të oksigjenit dhe ujit dhe në mungesë të dritës. Kur ekspozohet ndaj dritës ultravjollcë, kinoni i stilbenit me ngjyrë të kuqe të lehtë dekompozohet me shpejtësi në një produkt me një unazë të verdhë.

6. Tautomerizimi i pigmenteve me ngjyra nën veprimin e dritës dhe nxehtësisë

Disa pigmente me ngjyra i nënshtrohen tautomerizimit të konfigurimit molekular nën veprimin e dritës dhe nxehtësisë, siç është përdorimi i pigmenteve CIPig.R2 (BBC) për të ndryshuar nga tipi azo në llojin kinone, i cili ndryshon efektin origjinal të konjugimit dhe shkakton formimin e lidhjeve të konjuguara . zvogëlohet, duke rezultuar në një ndryshim të ngjyrës nga një e kuqe blu e errët në të kuqe të lehtë portokalli.

Në të njëjtën kohë, nën katalizën e dritës, dekompozohet me ujë, duke ndryshuar ujin e bashkëkristalit dhe duke shkaktuar zbehje.

7. Shkaktuar nga Ndotësit e Ajrit

Kur magazinohen ose përdoren produkte plastike, disa materiale reaktive, qofshin lëndë të para, aditivë ose pigmente ngjyrosëse, do të reagojnë me lagështinë në atmosferë ose ndotësit kimikë si acidet dhe alkalet nën veprimin e dritës dhe nxehtësisë. Shkakten reaksione të ndryshme komplekse kimike, të cilat me kalimin e kohës do të çojnë në zbehje ose njollë.

Kjo situatë mund të shmanget ose lehtësohet duke shtuar stabilizues të përshtatshëm termik të oksigjenit, stabilizues të dritës ose duke zgjedhur aditivë dhe pigmente me cilësi të lartë të rezistencës ndaj motit.