يعد استخدام مضادات الأكسدة البلاستيكية أحد الطرق الفعالة لتأخير تدهور أو شيخوخة الأكسدة الحرارية للراتنجات والمنتجات البلاستيكية. مضادات الأكسدة للأغراض العامة أو مضادات الأكسدة عالية الأداء يصعب أحيانًا تلبية متطلبات المعالجة والاستخدام في درجات حرارة عالية ، وأحيانًا لا تكون فعالة من حيث التكلفة. يتطلب اختيار مضادات الأكسدة الفعالة من حيث التكلفة دراسة شاملة للبنية الجزيئية للراتنج البلاستيكي وعملية البلمرة وظروف المعالجة واستخدام المنتج.
أثناء تخليق ومعالجة الراتنجات البلاستيكية ، وكذلك معالجة واستخدام المنتجات البلاستيكية ، بسبب عوامل مثل الحرارة والأكسجين ، ستتحلل البوليمرات البلاستيكية بدرجات متفاوتة ، مما يؤثر بشكل مباشر على الخصائص الفيزيائية والخواص الميكانيكية ، وظهور الراتنجات والمنتجات. التأثيرات السلبية على اللون والوظيفة وما إلى ذلك. استخدام مضادات الأكسدة هو أحد الطرق الفعالة لتأخير التحلل أو الشيخوخة التأكسدية الحرارية للراتنجات والمنتجات. يتم تحديد تنوع التطبيق وكمية إضافة مضادات الأكسدة بشكل أساسي من خلال التركيب الجزيئي للراتنج البلاستيكي وعملية البلمرة وظروف المعالجة واستخدام المنتج.
1. وظائف وأنواع مضادات الأكسدة
بسبب الهياكل الجزيئية المختلفة للراتنجات البلاستيكية ، أو نفس التركيب الجزيئي بسبب عمليات البلمرة المختلفة ، وتقنيات المعالجة ، وبيئات الاستخدام وظروفه ، فإن سرعة تفاعل الأكسدة الحرارية ومقاومة الأكسدة الحرارية للراتنجات البلاستيكية مختلفة تمامًا.
تُضاف مضادات الأكسدة إلى الراتنجات البلاستيكية لتثبيط أو تقلل بشكل فعال معدل تفاعل الأكسدة الحرارية للجزيئات البلاستيكية الكبيرة ، وتأخير عملية التحلل الحراري والأكسجين للراتنجات البلاستيكية ، وتحسين مقاومة الحرارة للراتنجات البلاستيكية بشكل كبير ، وإطالة عمر خدمة المنتجات البلاستيكية ، وتحسين استخدام المنتجات البلاستيكية. المضافات البلاستيكية القيمة.
مضادات الأكسدة هي المواد المضافة الأكثر استخدامًا في البلاستيك. أولاً ، تُستخدم مضادات الأكسدة في مراحل مختلفة من بلمرة البلاستيك ، وتحبيبه ، وتخزينه ، ومعالجته ، واستخدامه ، وإعادة تدويره. ثانيًا ، من بين الأنواع المختلفة للمواد البلاستيكية ذات التركيبات الجزيئية المختلفة التي ظهرت في العالم اليوم ، مثل البولي إيثيلين والبولي بروبيلين وبوليمرات الستايرين والبلاستيك الهندسي والبلاستيك الخاص والمواد الأخرى ، فإن معظم أنواع المواد البلاستيكية التي تستخدم مضادات الأكسدة.
تنقسم مضادات الأكسدة البلاستيكية الشائعة الاستخدام إلى خمس فئات وفقًا للتركيب الجزيئي وآلية العمل: الفينولات المعوقة والفوسفات والثيوس والمركبات والأمينات المعوقة (HALS).
مضادات الأكسدة المعوقة للفينول هي مضادات الأكسدة الرئيسية للمواد البلاستيكية ، وتتمثل وظيفتها الرئيسية في التفاعل مع الجذور المؤكسدة R‧ و ROO‧ الناتجة عن الأكسدة في المواد البلاستيكية لعرقلة نمو السلاسل النشطة. تنقسم مضادات الأكسدة المعوقة للفينول إلى أحادي الفينول ، بيسفينول ، بوليفينول ، بوليفينول نيتروجين غير متجانس وأنواع أخرى وفقًا للتركيب الجزيئي.
مضادات الأكسدة الفوسفيتية ومضادات الأكسدة المحتوية على الكبريت كلاهما من مضادات الأكسدة المساعدة. تتمثل الآلية الرئيسية للعمل في تحلل هيدروبيروكسيدات عالية الفعالية في البلاستيك إلى جزيئات منخفضة النشاط. يمثل الإنتاج والاستهلاك المحلي لمضادات الأكسدة الفوسفاتية حوالي 30 في المائة من إجمالي الإنتاج المحلي واستهلاك مضادات الأكسدة. يمكن تقسيم مضادات الأكسدة المحتوية على الكبريت المنتجة في الصين إلى ثلاث فئات وفقًا للتركيب الجزيئي: مضادات الأكسدة thioester ومضادات الأكسدة thiobisphenol و thioether phenols.
أنواع مختلفة من مضادات الأكسدة الأولية والثانوية ، أو نفس النوع من مضادات الأكسدة ذات الهياكل الجزيئية المختلفة ، لها وظائف وتأثيرات تطبيق مختلفة ، ولكل منها نقاط قوتها وضعفها.
يتكون مضاد الأكسدة المركب من نوعين أو أكثر من مضادات الأكسدة من أنواع مختلفة أو أنواع مختلفة من نفس النوع. يمكن أن تتعلم من بعضها البعض في المواد البلاستيكية وتظهر تأثيرًا تآزريًا. تأثير الشيخوخة الأكسدة الحرارية. يعني التأثير التآزري أنه عند استخدام مادتين مضافتين أو أكثر معًا ، يكون تأثير التطبيق أكبر من مجموع تأثيرات كل مادة مضافة مستخدمة بمفردها ، أي 1 زائد 1﹥2.
مثبتات الأمين المعوقة هي فئة من المركبات الأمينية العضوية ذات تأثير المانع الفاصل ، والتي لها أربع وظائف استقرار تآزرية لتحلل هيدروبيروكسيد ، وإخماد أكسجين الحالة المُثارة ، والتقاط الجذور الحرة ، وإعادة تدوير نفسها. تعتبر الأمينات المعوقة ذات الوزن الجزيئي العالي نسبيًا من مضادات الأكسدة عالية الفعالية وطويلة الأمد ، فضلاً عن مثبتات الضوء الفعالة. تعتمد معظم الأمينات المعوقة على مجموعة 2،2،6 ، 6- رباعي الميثيل -4- بيبريدينيل.
2. اختيار مضادات الأكسدة البلاستيكية
يجب توفير حرارة كافية أثناء بلمرة الراتنجات البلاستيكية ، أو المعالجة اللاحقة أو معالجة المنتجات البلاستيكية. الحرارة هي أحد الأسباب الرئيسية لتلف الراتنج. تم الاعتراف تدريجياً باستخدام مضادات الأكسدة في بلمرة الراتينج أو ما بعد المعالجة من قبل الصناعة.
يترافق تحلل راتينج PVC مع عملية بلمرة الراتينج بأكملها. بشكل عام ، يتم استخدام مضادات الأكسدة المعوقة من الفينول مثل 246 و 1076 و 245 ومضادات الأكسدة الفوسفاتية مثل PKY -618 والأحماض الدهنية والزنك وزيت فول الصويا الإيبوكسيدي و JC-ZH21 وما إلى ذلك. تشكيل نظام مستقر. من بينها ، JC-ZH21 هو نوع جديد من مركبات النيتروجين الحلقية غير المتجانسة بكمية إضافة منخفضة ، والتي يمكن أن تلتقط الجذور الحرة ، ولها تأثير استقرار جيد وفعالة من حيث التكلفة.
تستخدم عملية بلمرة ABS و SBS و PS و POM والراتنجات الأخرى جميعًا مضادات الأكسدة أو أنظمة تثبيت حراري مجمعة ، مثل مضادات الأكسدة thioester DLTP و DSTP و phosphite ester antioxidants PKY -136 وما إلى ذلك.
يتميز ميثيل ميثاكريلات PMMA (المعروف باسم زجاج شبكي) بخصائص الاستقرار الكيميائي وأداء المعالجة الجيد والخصائص البصرية الممتازة. في المرحلة اللاحقة من تخليق PMMA ، يتم إجراء معالجة بدرجة حرارة عالية بشكل عام لإزالة المركبات المتطايرة في الراتينج. عندما تصل درجة الحرارة في عملية المعالجة ذات درجة الحرارة العالية إلى 220 درجة أو أعلى ، تبدأ المجموعات النهائية من السلاسل الجزيئية غير المشبعة PMMA المتكونة من عدم تناسق جذور السلسلة في كسر الروابط ، ويبدأ بوليمر PMMA في التدهور ، وتقل الخصائص الميكانيكية والشفافية ، ولون الراتنج يتدهور.
يمكن أن تؤدي إضافة مضادات الأكسدة في عملية ما بعد المعالجة لـ PMMA إلى تحسين استقرار الأكسدة الحرارية لـ PMMA بشكل فعال. دور مضادات الأكسدة هو زيادة درجة حرارة التحلل الأولي ودرجة الحرارة القصوى لمعدل تحلل PMMA. يمكن لمضادات الأكسدة الفينولية المعوقة أن تزيد في نفس الوقت من درجة حرارة التحلل الأولي وأقصى درجة حرارة لمعدل تحلل PMMA. يمكن لمضادات الأكسدة الفوسفاتية أن تزيد فقط من درجة حرارة التحلل الأولي لـ PMMA ، ولكن لا يمكنها زيادة درجة الحرارة القصوى لمعدل تحلل PMMA.
تتميز ألياف البولي إيثيلين عالية الوزن الجزيئي (المعروفة أيضًا باسم ألياف البولي إيثيلين عالية الأداء ، UHMWPE) بخصائص القوة العالية ، والمعامل العالي ، والجاذبية النوعية المنخفضة ، ومقاومة الضوء القوية ومقاومة التآكل العالية ، فضلاً عن مقاومة الماء ، ومقاومة الرطوبة ، مقاومة مياه البحر ومقاومة العفن الفطري. مقاومة التعب والعمر المرن الطويل تجعلها الألياف التجارية عالية الأداء مع أعلى قوة محددة في العالم.
تبلغ درجة حرارة إنتاج ألياف البولي إيثيلين ذات الوزن الجزيئي العالي حوالي 190 درجة ، وهي لا تعتبر درجة حرارة عالية. ومع ذلك ، نظرًا لارتفاع اللزوجة الذائبة ، فإن مدة البقاء في الطارد حوالي 10 دقائق ، ووقت التسخين طويل. عندما تستخدم الشركات المحلية أنظمة شائعة مضادة للأكسدة للإنتاج ، يكون التحلل الحراري للراتنج شديدًا ، وينخفض الوزن الجزيئي من 4 ملايين إلى أقل من 3 ملايين ، وتكون قوة الحرير 15-20 في المائة أقل من تلك الموجودة في الحرير المستورد ، والمظهر مصفر. بعد استخدام نظام JC {6}} المضاد للأكسدة الخاص ، لا ينخفض الوزن الجزيئي بشكل ملحوظ ، وتصل قوة الحرير إلى مستوى الحرير المستورد ، والمظهر أبيض ومشرق.
تتطلب معالجة البولي بروبلين ، وخاصة تصنيع خيوط البولي بروبلين ، عمليات بثق صارمة للغاية ، ودرجة حرارة المعالجة أعلى من 200 درجة. يجب استخدام أكياس الأسمنت المعبأة على الساخن من مادة البولي بروبيلين وأكياس الإسفلت وما إلى ذلك لفترة من الوقت عند درجة حرارة حوالي 60 درجة ؛ يمكن أن تصل درجة حرارة سطح الأكياس البلاستيكية المنسوجة المستخدمة في الهواء الطلق في الصيف إلى 70 درجة تحت أشعة الشمس. أصباغ Hongrun: 3132 مسحوق أحمر ساطع ، أحمر فاتح سريع BBN ، ضوء أحمر فاتح سريع BBC ، ضوء ذهبي أحمر C ، أحمر فاتح سريع 2BP ، Lisol magenta 4BP ، Lisol Baohong BK ، أحمر دائم F3RK ، أحمر دائم F5RK ، صبغ أحمر 122 ، صبغة حمراء 254 ، أصفر متوسط عضوي ، تارترازين عضوي ، أصفر خفيف G ، أصفر دائم 2G ، أصفر دائم HR ، صبغة صفراء 81 ، صبغة صفراء 110 ، صبغة صفراء 139 ، صبغة صفراء 151 ، صبغة صفراء 180 ، برتقالي دائم G ، صبغة برتقالية 64 ، Phthalocyanine Blue BGS ، Phthalocyanine Green G ، صبغ البنفسجي 19 ، البنفسجي الدائم RL والأصباغ العضوية الأخرى. لمعالجة الأكياس البلاستيكية المنسوجة من البولي بروبلين ومتطلبات الاستخدام المقاوم للحرارة ، يمكن لمضاد الأكسدة المركب عالي الكفاءة والخاصة JC -1225 أن يوفر معالجة جيدة واستقرارًا في الاستخدام. يوضح الجدول 1 تغير مؤشر انصهار البولي بروبلين بمضادات الأكسدة المختلفة. تأثير مضادات الأكسدة JC -1225 أفضل من تأثير مضادات الأكسدة العامة 225.
كانت إضافة الماسترباتش إلى الراتينج لإنتاج جميع أنواع المنتجات البلاستيكية طريقة شائعة الاستخدام في صناعة معالجة البلاستيك. بالنسبة للمنتجات التي تتم معالجتها وإنتاجها عن طريق إضافة مواد لاصقة ، فإن الراتينج الحامل المستخدم في إنتاج الماسترباتش سوف يخضع لتدهور حراري وتدهور ميكانيكي مرة أخرى عندما يتم تسخين الراتينج الحامل مرة أخرى أثناء عملية إنتاج المنتجات البلاستيكية ، والذي بدوره يؤدي إلى تشغيل وتسريع عملية الإنتاج. استخدام المنتج. الحرارة والأكسجين والتشيخ الضوئي. لذلك ، على الرغم من أن نسبة الراتينج الحامل في الماسترباتش في المنتجات البلاستيكية ليست كبيرة ، فإن مشكلة التقادم المتسارع الناتجة عن التسخين الثانوي أو أكثر ، والتأثير على أداء الشيخوخة للمنتجات البلاستيكية ، يجب أن يتسبب اهتمام شركات الإنتاج ومؤسسات تجهيز المنتجات.
في ظل الظروف العادية ، بالنسبة لمصنعي الماسترباتش والمؤسسات التي تستخدم بعض المواد الثانوية أو المواد المعاد تدويرها لإنتاج منتجات بلاستيكية ، يجب استخدام مزيج من مضادات الأكسدة الفينولية والفوسفاتية المعوقة لتثبيت النظام أثناء المعالجة.
