Použití plastových antioxidantů je jedním z účinných způsobů, jak oddálit degradaci nebo termooxidační stárnutí plastových pryskyřic a výrobků. Antioxidanty pro všeobecné použití nebo vysoce účinné antioxidanty je někdy obtížné splnit požadavky vysokoteplotního zpracování a použití a někdy nejsou nákladově efektivní. Výběr cenově výhodných antioxidantů vyžaduje komplexní zvážení molekulární struktury plastové pryskyřice, procesu polymerace, podmínek zpracování a použití produktu.
Při syntéze a následném zpracování plastových pryskyřic, stejně jako při zpracování a použití plastových výrobků, vlivem faktorů, jako je teplo a kyslík, dojde v různé míře k degradaci plastových polymerů, což přímo ovlivňuje fyzikální vlastnosti, mechanické vlastnosti, atd. a vzhled pryskyřic a výrobků. Negativní vlivy na barvu, funkci atd. Použití antioxidantů je jedním z účinných způsobů, jak oddálit degradaci nebo termooxidační stárnutí pryskyřic a produktů. Rozmanitost použití a množství přidaných antioxidantů jsou určovány především molekulární strukturou plastové pryskyřice, procesem polymerace, podmínkami zpracování a použitím produktu.
1. Funkce a typy antioxidantů
Vzhledem k různým molekulárním strukturám plastových pryskyřic nebo stejné molekulární struktuře v důsledku různých polymeračních procesů, zpracovatelských technik, prostředí a podmínek použití jsou rychlost reakce tepelné oxidace a odolnost vůči tepelné oxidaci plastových pryskyřic velmi rozdílné.
Antioxidanty se přidávají do plastových pryskyřic, aby účinně inhibovaly nebo snížily rychlost tepelné oxidační reakce plastových makromolekul, zpomalily proces tepelné a kyslíkové degradace plastových pryskyřic, výrazně zlepšily tepelnou odolnost plastových pryskyřic, prodloužily životnost plastových výrobků a zlepšily používání plastových výrobků. cenné plastové přísady.
Antioxidanty jsou nejpoužívanější přísady do plastů. Za prvé, antioxidanty se používají v různých fázích polymerace plastů, granulace, skladování, zpracování, použití a recyklace. Za druhé, mezi různými typy plastových materiálů s různou molekulární strukturou, které se dnes objevily ve světě, jako je polyethylen, polypropylen, styrenové polymery, technické plasty, speciální plasty a další materiály, je nejvíce typů plastových materiálů využívajících antioxidanty .
Běžně používané plastové antioxidanty se obecně dělí do pěti kategorií podle molekulární struktury a mechanismu účinku: bráněné fenoly, fosfity, thios, kompozity a bráněné aminy (HALS).
Bráněné fenolové antioxidanty jsou hlavními antioxidanty plastových materiálů a jejich hlavní funkcí je reagovat s oxidačními radikály R‧ a ROO‧ generovanými oxidací v plastových materiálech za účelem přerušení růstu aktivních řetězců. Bráněné fenolové antioxidanty se dělí na monofenol, bisfenol, polyfenol, dusíkatý heterocyklický polyfenol a další odrůdy podle molekulární struktury.
Fosfitové antioxidanty a antioxidanty obsahující síru jsou oba pomocné antioxidanty. Hlavním mechanismem účinku je rozklad vysoce aktivních hydroperoxidů v plastech na molekuly s nízkou aktivitou. Domácí produkce a spotřeba fosfitových antioxidantů tvoří asi 30 procent celkové domácí produkce a spotřeby antioxidantů. Antioxidanty obsahující síru vyráběné v Číně lze rozdělit do tří kategorií podle molekulární struktury: thioesterové antioxidanty, thiobisfenolové antioxidanty a thioetherfenoly.
Různé typy primárních a sekundárních antioxidantů nebo stejný typ antioxidantů s různou molekulární strukturou mají různé funkce a aplikační účinky, z nichž každý má své silné a slabé stránky.
Kompozitní antioxidant se skládá ze dvou nebo více antioxidantů různých typů nebo různých odrůd stejného typu. V plastových materiálech se může učit jeden od druhého a vykazovat synergický efekt. Termooxidační efekt stárnutí. Synergický účinek znamená, že když se použijí dvě nebo více přísad v kombinaci, účinek aplikace je větší než součet účinků každé přísady použité samostatně, tj. 1 plus 1﹥2.
Stabilizátory bráněných aminů jsou třídou organických aminových sloučenin se stérickým brzdným účinkem, které mají čtyři synergické stabilizační funkce rozkladu hydroperoxidu, zhášení kyslíku v excitovaném stavu, zachycování volných radikálů a samotnou recyklaci. Bráněné aminy s relativně vysokou molekulovou hmotností jsou vysoce účinné a dlouhotrvající antioxidanty, stejně jako účinné světelné stabilizátory. Většina bráněných aminů je založena na 2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinylskupině.
2. Výběr plastových antioxidantů
Při polymeraci plastových pryskyřic, následném zpracování nebo zpracování plastových výrobků musí být zajištěn dostatek tepla. Teplo je jedním z hlavních důvodů degradace pryskyřice. Průmysl postupně uznává použití antioxidantů při polymeraci pryskyřice nebo následném zpracování.
Degradaci PVC pryskyřice provází celý proces polymerace pryskyřice. Obecně se používají bráněné fenolové antioxidanty, jako je 246, 1076, 245, fosfitové antioxidanty, jako je PKY-618, a mastné kyseliny zinek, epoxidovaný sójový olej, JC-ZH21 atd. tvoří stabilní systém. Mezi nimi je JC-ZH21 nový typ dusíkaté heterocyklické sloučeniny s nízkým přídavkem, která dokáže zachytit volné radikály, má dobrý stabilizační účinek a je cenově výhodná.
Polymerizační proces ABS, SBS, PS, POM a dalších pryskyřic používá antioxidanty nebo kombinované systémy tepelné stabilizace, jako jsou thioesterové antioxidanty DLTP, DSTP, fosfitesterové antioxidanty PKY-136 atd.
Methylmethakrylát PMMA (běžně známý jako plexisklo) má vlastnosti chemické stability, dobrý zpracovatelský výkon a vynikající optické vlastnosti. V pozdější fázi syntézy PMMA se obecně provádí vysokoteplotní zpracování, aby se odstranily těkavé sloučeniny v pryskyřici. Když teplota v procesu vysokoteplotní úpravy dosáhne 220 stupňů nebo vyšší, začnou koncové skupiny nenasycených molekulárních řetězců PMMA vytvořené disproporcionací řetězcových radikálů rušit vazby, polymer PMMA začne degradovat, mechanické vlastnosti a transparentnost se sníží a barva pryskyřice se zhoršuje.
Přidání antioxidantů do procesu následné úpravy PMMA může účinně zlepšit termooxidační stabilitu PMMA. Úlohou antioxidantů je zvýšit počáteční teplotu rozkladu a maximální teplotu rychlosti rozkladu PMMA. Bráněné fenolické antioxidanty mohou současně zvýšit počáteční teplotu rozkladu a teplotu maximální rychlosti rozkladu PMMA. Fosfitové antioxidanty mohou pouze zvýšit počáteční teplotu rozkladu PMMA, ale nemohou zvýšit maximální teplotu rychlosti rozkladu PMMA.
Polyetylenové vlákno s ultravysokou molekulovou hmotností (také známé jako vysoce výkonné polyetylenové vlákno, UHMWPE) se vyznačuje vysokou pevností, vysokým modulem, nízkou specifickou hmotností, vysokou odolností proti světlu a vysokou odolností proti opotřebení, jakož i odolností proti vodě a vlhkosti, odolnost proti mořské vodě a odolnost proti plísním. Odolnost proti únavě a dlouhá životnost z něj činí komerčně využívané vysoce výkonné vlákno s nejvyšší specifickou pevností na světě.
Výrobní teplota polyethylenového vlákna s ultravysokou molekulovou hmotností je asi 190 stupňů, což se nepovažuje za vysokou teplotu. Vzhledem k vysoké viskozitě taveniny je však doba zdržení v extrudéru asi 10 minut a doba zahřívání je dlouhá. Když domácí podniky používají k výrobě běžné antioxidační systémy, tepelná degradace pryskyřice je závažná, molekulová hmotnost se sníží ze 4 milionů na méně než 3 miliony a pevnost hedvábí je o 15-20 procent nižší než u dovezené hedvábí a vzhled je zažloutlý. Po použití speciálního antioxidačního systému JC-211B se molekulová hmotnost výrazně nesnižuje, pevnost hedvábí dosahuje úrovně dováženého hedvábí a vzhled je bílý a zářivý.
Zpracování polypropylenu, zejména výroba polypropylenových vláken, vyžaduje extrémně přísné procesy vytlačování a teplota zpracování je vyšší než 200 stupňů. Polypropylenové za tepla balené cementové pytle, asfaltové pytle atd. je třeba používat po určitou dobu při teplotě asi 60 stupňů; povrchová teplota plastových tkaných tašek používaných v létě pod širým nebem může při slunečním záření dosáhnout 70 stupňů. Pigment Hongrun: 3132 jasně červený prášek, světle stálý červený BBN, světle stálý jasně červený BBC, zlatý světle červený C, světle rychlý jasně červený 2BP, Lisol magenta 4BP, Lisol Baohong BK, permanentní červený F3RK, permanentní červený F5RK, Pigment Red 122, Pigment Red 254, organická středně žlutá, organický tartrazin, světlostálá žlutá G, permanentní žlutá 2G, permanentní žlutá HR, pigmentová žlutá 81, pigmentová žlutá 110, pigmentová žlutá 139, pigmentová žlutá 151, pigmentová žlutá žlutá 180, permanentně oranžová G, pigmentová oranžová G 64, Phthalocyanine Blue BGS, Phthalocyanine Green G, Pigment Violet 19, Permanent Violet RL a další organické pigmenty. Pro zpracování polypropylenových plastových tkaných tašek a požadavky na tepelně odolné použití může vysoce účinný a speciální kompozitní antioxidant JC-1225 poskytnout dobrou stabilitu při zpracování a použití. Tabulka 1 ukazuje změnu indexu toku taveniny polypropylenu s různými antioxidanty. Účinek antioxidantu JC-1225 je lepší než účinek obecného antioxidantu 225.
Přidávání předsměsi do pryskyřice pro výrobu všech druhů plastových výrobků je běžně používanou metodou v průmyslu zpracování plastů. U produktů, které se zpracovávají a vyrábějí přidáním předsměsí, podstoupí nosná pryskyřice používaná při výrobě předsměsí tepelnou degradaci a opětovnou mechanickou degradaci, když se nosná pryskyřice znovu zahřeje během výrobního procesu plastových výrobků, což následně spouští a urychluje použití produktu. teplo, kyslík a fotostárnutí. Proto, ačkoli podíl nosné pryskyřice v předsměsi v plastových výrobcích není velký, problém zrychleného stárnutí způsobeného sekundárním nebo větším ohřevem a vliv na stárnutí plastových výrobků by měl způsobit, že předsměs pozornost výrobních podniků a podniků zpracovávajících produkty.
Za normálních okolností pro výrobce předsměsí a podniky, které používají některé druhotné materiály nebo recyklované materiály k výrobě plastových výrobků, musí být ke stabilizaci systému během zpracování použita kombinace bráněných fenolických a fosfitových antioxidantů.
