Plastmasas antioksidantu izmantošana ir viens no efektīviem veidiem, kā aizkavēt plastmasas sveķu un izstrādājumu noārdīšanos vai termooksidatīvo novecošanos. Universāliem antioksidantiem vai augstas veiktspējas antioksidantiem dažreiz ir grūti izpildīt augstas temperatūras apstrādes un lietošanas prasības, un dažreiz tie nav rentabli. Izvēloties rentablus antioksidantus, ir rūpīgi jāapsver plastmasas sveķu molekulārā struktūra, polimerizācijas process, apstrādes apstākļi un produkta izmantošana.
Plastmasas sveķu sintēzes un pēcapstrādes, kā arī plastmasas izstrādājumu apstrādes un izmantošanas laikā tādu faktoru kā siltums un skābeklis ietekmē plastmasas polimēri dažādās pakāpēs noārdīsies, kas tieši ietekmē fizikālās īpašības, mehāniskās īpašības, un sveķu un izstrādājumu izskats. Negatīvā ietekme uz krāsu, funkciju utt. Antioksidantu izmantošana ir viens no efektīviem veidiem, kā aizkavēt sveķu un produktu noārdīšanos vai termooksidatīvo novecošanos. Pielietojuma daudzveidību un pievienoto antioksidantu daudzumu galvenokārt nosaka plastmasas sveķu molekulārā struktūra, polimerizācijas process, apstrādes apstākļi un produkta izmantošana.
1. Antioksidantu funkcijas un veidi
Plastmasas sveķu atšķirīgās molekulārās struktūras vai vienādas molekulārās struktūras dēļ dažādu polimerizācijas procesu, apstrādes paņēmienu, lietošanas vides un apstākļu dēļ plastmasas sveķu termiskās oksidācijas reakcijas ātrums un termiskās oksidācijas pretestība ir ļoti atšķirīga.
Plastmasas sveķiem tiek pievienoti antioksidanti, lai efektīvi kavētu vai samazinātu plastmasas makromolekulu termiskās oksidācijas reakcijas ātrumu, aizkavētu plastmasas sveķu termiskās un skābekļa noārdīšanās procesu, būtiski uzlabotu plastmasas sveķu karstumizturību, pagarinātu plastmasas izstrādājumu kalpošanas laiku un uzlabotu. plastmasas izstrādājumu izmantošana. vērtīgas plastmasas piedevas.
Antioksidanti ir visplašāk izmantotās piedevas plastmasā. Pirmkārt, antioksidantus izmanto dažādos plastmasas polimerizācijas, granulēšanas, uzglabāšanas, apstrādes, izmantošanas un pārstrādes posmos. Otrkārt, starp dažādu veidu plastmasas materiāliem ar atšķirīgu molekulāro struktūru, kas mūsdienās ir parādījušies pasaulē, piemēram, polietilēns, polipropilēns, stirola polimēri, inženierplastmasa, speciālā plastmasa un citi materiāli, visvairāk plastmasas materiālu, kuros izmanto antioksidantus, ir .
Parasti lietotos plastmasas antioksidantus parasti iedala piecās kategorijās pēc molekulārās struktūras un darbības mehānisma: kavētie fenoli, fosfīti, tios, kompozīti un kavētie amīni (HALS).
Apgrūtinātie fenola antioksidanti ir galvenie plastmasas materiālu antioksidanti, un to galvenā funkcija ir reaģēt ar oksidatīvajiem radikāļiem R‧ un ROO‧, kas rodas plastmasas materiālos oksidējoties, lai pārtrauktu aktīvo ķēžu augšanu. Traucējošos fenola antioksidantus pēc molekulārās struktūras iedala monofenolā, bisfenolā, polifenolā, slāpekļa heterocikliskajā polifenolā un citās šķirnēs.
Gan fosfīta antioksidanti, gan sēru saturoši antioksidanti ir antioksidanti. Galvenais darbības mehānisms ir ļoti aktīvo hidroperoksīdu sadalīšana plastmasā zemas aktivitātes molekulās. Fosfītu antioksidantu vietējā ražošana un patēriņš veido aptuveni 30 procentus no kopējās vietējās antioksidantu ražošanas un patēriņa. Ķīnā ražotos sēru saturošos antioksidantus var iedalīt trīs kategorijās pēc molekulārās struktūras: tioesteru antioksidanti, tiobisfenola antioksidanti un tioētera fenoli.
Dažādiem primāro un sekundāro antioksidantu veidiem vai viena veida antioksidantiem ar atšķirīgu molekulāro struktūru ir dažādas funkcijas un pielietojuma efekti, katram ir savas stiprās un vājās puses.
Kombinētais antioksidants sastāv no diviem vai vairākiem dažāda veida antioksidantiem vai dažādām viena veida antioksidantiem. Tas var mācīties viens no otra plastmasas materiālos un parādīt sinerģisku efektu. Termooksidatīvā novecošanās efekts. Sinerģisks efekts nozīmē, ka, ja tiek izmantotas divas vai vairākas piedevas kopā, lietošanas efekts ir lielāks nekā katras atsevišķi lietotās piedevas ietekmes summa, tas ir, 1 plus 1﹥2.
Ierobežotie amīna stabilizatori ir organisko amīnu savienojumu klase ar sterisku kavējošu efektu, kam ir četras sinerģiskas stabilizējošas funkcijas: hidroperoksīda sadalīšana, ierosinātā skābekļa stāvokļa dzēšana, brīvo radikāļu uztveršana un pašas pārstrāde. Salīdzinoši augstas molekulmasas kavētie amīni ir ļoti efektīvi un ilgstoši antioksidanti, kā arī efektīvi gaismas stabilizatori. Lielākā daļa kavēto amīnu ir balstīti uz 2,2,6,6-tetrametil-4-piperidinilgrupu.
2. Plastmasas antioksidantu izvēle
Plastmasas sveķu polimerizācijas, plastmasas izstrādājumu pēcapstrādes vai apstrādes laikā jānodrošina pietiekams siltums. Karstums ir viens no galvenajiem sveķu sadalīšanās iemesliem. Nozare pakāpeniski ir atzinusi antioksidantu izmantošanu sveķu polimerizācijā vai pēcapstrādē.
PVC sveķu noārdīšanos pavada viss sveķu polimerizācijas process. Parasti tiek izmantoti kavēti fenola antioksidanti, piemēram, 246, 1076, 245, fosfīta antioksidanti, piemēram, PKY-618, un taukskābes cinks, epoksidēta sojas eļļa, JC-ZH21 utt. veido stabilu sistēmu. Starp tiem JC-ZH21 ir jauna veida slāpekļa heterociklisks savienojums ar zemu pievienošanas daudzumu, kas var uztvert brīvos radikāļus, kam ir laba stabilizācijas iedarbība un tas ir rentabls.
ABS, SBS, PS, POM un citu sveķu polimerizācijas procesā tiek izmantoti antioksidanti vai kombinētas termiskās stabilizācijas sistēmas, piemēram, tioestera antioksidanti DLTP, DSTP, fosfīta estera antioksidanti PKY-136 utt.
Metilmetakrilātam PMMA (pazīstams kā plexiglass) piemīt ķīmiskās stabilitātes īpašības, laba apstrādes veiktspēja un izcilas optiskās īpašības. Vēlākā PMMA sintēzes stadijā parasti tiek veikta augstas temperatūras apstrāde, lai noņemtu gaistošos savienojumus sveķos. Kad temperatūra augsttemperatūras apstrādes procesā sasniedz 220 grādus vai augstāk, nepiesātināto PMMA molekulāro ķēžu gala grupas, kas veidojas ķēdes radikāļu disproporcijas rezultātā, sāk saraut saites, sāk degradēties PMMA polimērs, samazinās mehāniskās īpašības un caurspīdīgums. , un sveķu krāsa pasliktinās.
Antioksidantu pievienošana PMMA pēcapstrādes procesā var efektīvi uzlabot PMMA termooksidatīvo stabilitāti. Antioksidantu loma ir palielināt PMMA sākotnējo sadalīšanās temperatūru un maksimālo sadalīšanās ātruma temperatūru. Apgrūtināti fenola antioksidanti var vienlaikus paaugstināt PMMA sākotnējo sadalīšanās temperatūru un maksimālo sadalīšanās ātruma temperatūru. Fosfīta antioksidanti var tikai palielināt PMMA sākotnējo sadalīšanās temperatūru, bet nevar palielināt PMMA sadalīšanās ātruma maksimālo temperatūru.
Īpaši augstas molekulmasas polietilēna šķiedrai (pazīstama arī kā augstas veiktspējas polietilēna šķiedra, UHMWPE) ir augstas stiprības, augsta moduļa, zema īpatnējā svara, spēcīgas gaismas izturības un augsta nodilumizturības īpašības, kā arī ūdens izturība, mitruma izturība, jūras ūdens izturība un izturība pret pelējumu. Noguruma izturība un ilgs elastības kalpošanas laiks padara to par komercializētu augstas veiktspējas šķiedru ar augstāko īpatnējo stiprību pasaulē.
Īpaši augstas molekulmasas polietilēna šķiedras ražošanas temperatūra ir aptuveni 190 grādi, kas netiek uzskatīta par augstu temperatūru. Tomēr augstās kausējuma viskozitātes dēļ uzturēšanās laiks ekstrūderī ir aptuveni 10 minūtes, un sildīšanas laiks ir ilgs. Ja vietējie uzņēmumi ražošanā izmanto parastās antioksidantu sistēmas, sveķu termiskā noārdīšanās ir spēcīga, molekulmasa tiek samazināta no 4 miljoniem līdz mazāk nekā 3 miljoniem, un zīda stiprums ir par 15-20 procentiem mazāks nekā sveķu stiprums. importētais zīds, un izskats ir dzeltenīgs. Pēc īpašās antioksidanta JC-211B sistēmas izmantošanas molekulmasa būtiski nesamazinās, zīda stiprums sasniedz importētā zīda līmeni, un izskats ir balts un spilgts.
Polipropilēna apstrādei, īpaši polipropilēna pavedienu ražošanai, ir nepieciešami īpaši stingri ekstrūzijas procesi, un apstrādes temperatūra ir augstāka par 200 grādiem. Polipropilēna karsti iepakotos cementa maisus, asfalta maisus utt. ir nepieciešams lietot kādu laiku aptuveni 60 grādu temperatūrā; Vasarā brīvā dabā lietojamo plastmasas maisiņu virsmas temperatūra saules gaismā var sasniegt 70 grādus. Hongrun pigments: 3132 spilgti sarkans pulveris, gaiši ātri sarkans BBN, gaiši ātri spilgti sarkans BBC, zeltaini gaiši sarkans C, gaiši ātri spilgti sarkans 2BP, Lisol fuksīns 4BP, Lisol Baohong BK, pastāvīgs sarkans F3RK, pastāvīgs sarkans F5RK, Pigment Red 122, Pigment Red 254, Organic Medium Yellow, Organic Tartrazine, Light Fast Yellow G, Permanent Yellow 2G, Permanent Yellow HR, Pigment Yellow 81, Pigment Yellow 110, Pigment Yellow 139, Pigment Yellow 151 G, Pigment Yellow 151, Pigment Yellow, 0, Pigment Yellow 64, ftalocianīna zils BGS, ftalocianīna zaļš G, pigments violets 19, pastāvīgi violets RL un citi organiskie pigmenti. Polipropilēna plastmasas audumu maisiņu apstrādei un karstumizturīgas lietošanas prasībām augstas efektivitātes un īpašais saliktais antioksidants JC-1225 var nodrošināt labu apstrādes un lietošanas stabilitāti. 1. tabulā parādītas polipropilēna kušanas indeksa izmaiņas ar dažādiem antioksidantiem. Antioksidanta JC-1225 iedarbība ir labāka nekā vispārējā antioksidanta 225.
Galvenās maisījuma pievienošana sveķiem, lai ražotu visu veidu plastmasas izstrādājumus, ir bijusi plaši izmantota metode plastmasas apstrādes rūpniecībā. Produktiem, kas tiek apstrādāti un ražoti, pievienojot galvenās partijas, pamatsavienojumu ražošanā izmantotie nesējsveķi atkal tiks pakļauti termiskai un mehāniskai degradācijai, kad nesējsveķi plastmasas izstrādājumu ražošanas procesā atkal tiek uzkarsēti, kas savukārt izraisa un paātrina produkta lietošanu. karstums, skābeklis un fotonovecošanās. Tāpēc, lai gan nesējsveķu īpatsvars plastmasas izstrādājumu galvenajā maisījumā nav liels, paātrinātas novecošanas problēmai, ko izraisa sekundāra vai vairāk karsēšana, un ietekme uz plastmasas izstrādājumu novecošanas veiktspēju, vajadzētu izraisīt galveno maisījumu. ražošanas uzņēmumu un produktu pārstrādes uzņēmumu uzmanība.
Normālos apstākļos galveno maisījumu ražotājiem un uzņēmumiem, kas plastmasas izstrādājumu ražošanai izmanto dažus otrreizējos materiālus vai otrreizēji pārstrādātus materiālus, sistēmas stabilizēšanai apstrādes laikā ir jāizmanto kavētu fenola un fosfīta antioksidantu kombinācija.
