Ujuzi wa Nyenzo ya Ufungaji - Ni Nini Husababisha Mabadiliko ya Rangi ya Bidhaa za Plastiki?

• Uharibifu wa oksidi wa malighafi unaweza kusababisha kubadilika rangi wakati wa ukingo kwenye joto la juu;
• Kubadilika kwa rangi kwa joto la juu kutasababisha kubadilika kwa rangi ya bidhaa za plastiki;
• Mwitikio wa kemikali kati ya rangi na malighafi au viungio utasababisha kubadilika rangi;
• Mwitikio kati ya viungio na oxidation otomatiki ya viungio itasababisha mabadiliko ya rangi;
• Tautomerization ya rangi ya kuchorea chini ya hatua ya mwanga na joto itasababisha mabadiliko ya rangi ya bidhaa;
• Vichafuzi vya hewa vinaweza kusababisha mabadiliko katika bidhaa za plastiki.

1. Husababishwa na Ukingo wa Plastiki

1) Uharibifu wa oksidi wa malighafi unaweza kusababisha kubadilika rangi wakati wa ukingo kwenye joto la juu

Wakati pete ya joto au sahani ya kupokanzwa ya vifaa vya usindikaji wa ukingo wa plastiki ni daima katika hali ya joto kutokana na nje ya udhibiti, ni rahisi kusababisha joto la ndani kuwa kubwa sana, ambayo inafanya malighafi oxidize na kuharibika kwa joto la juu.Kwa wale plastiki joto-nyeti, kama vile PVC, ni rahisi Wakati jambo hili hutokea, wakati ni mbaya, itakuwa kuchoma na kugeuka njano, au hata nyeusi, akifuatana na kiasi kikubwa cha tete ya chini Masi kufurika.

Uharibifu huu unajumuisha athari kama viledepolymerization, mkasi wa mnyororo bila mpangilio, uondoaji wa vikundi vya upande na vitu vyenye uzito wa chini wa Masi.

• Depolymerization

Mmenyuko wa mpasuko hutokea kwenye kiungo cha mnyororo wa mwisho, na kusababisha kiungo cha mnyororo kuanguka moja baada ya nyingine, na monoma inayozalishwa inabadilika haraka.Kwa wakati huu, uzito wa Masi hubadilika polepole sana, kama vile mchakato wa kinyume wa upolimishaji wa mnyororo.Kama vile depolymerization ya mafuta ya methakrilate ya methyl.

• Mkato wa Mnyororo wa Nasibu (Uharibifu)

Pia inajulikana kama mapumziko nasibu au minyororo iliyovunjika bila mpangilio.Chini ya hatua ya nguvu ya mitambo, mionzi ya juu ya nishati, mawimbi ya ultrasonic au vitendanishi vya kemikali, mnyororo wa polima huvunjika bila uhakika maalum ili kuzalisha polima yenye uzito wa chini wa Masi.Ni mojawapo ya njia za uharibifu wa polima.Wakati mnyororo wa polima unapungua kwa nasibu, uzito wa Masi hupungua kwa kasi, na kupoteza uzito wa polima ni ndogo sana.Kwa mfano, utaratibu wa uharibifu wa polyethilini, polyene na polystyrene ni uharibifu wa random hasa.

Wakati polima kama vile PE zinatengenezwa kwa joto la juu, nafasi yoyote ya mnyororo kuu inaweza kuvunjika, na uzito wa Masi hupungua kwa kasi, lakini mavuno ya monoma ni ndogo sana.Aina hii ya mmenyuko inaitwa mkato wa mnyororo wa nasibu, wakati mwingine huitwa uharibifu, polyethilini Radikali za bure zinazoundwa baada ya mkasi wa mnyororo ni kazi sana, zimezungukwa na hidrojeni zaidi ya sekondari, inakabiliwa na athari za uhamisho wa mnyororo, na karibu hakuna monoma zinazozalishwa.

• Kuondolewa kwa vibadala

PVC, PVAc, n.k. inaweza kuathiriwa na uondoaji mbadala inapokanzwa, kwa hivyo uwanda wa juu mara nyingi huonekana kwenye mkunjo wa thermogravimetric.Wakati kloridi ya polyvinyl, acetate ya polyvinyl, polyacrylonitrile, polyvinyl fluoride, nk. ni joto, mbadala zitaondolewa.Kwa kuchukua kloridi ya polyvinyl (PVC) kama mfano, PVC huchakatwa kwa joto chini ya 180 ~ 200 ° C, lakini kwa joto la chini (kama vile 100 ~ 120 ° C), huanza kutoa hidrojeni (HCl), na kupoteza HCl sana. haraka kwa karibu 200 ° C.Kwa hiyo, wakati wa usindikaji (180-200 ° C), polima huwa na rangi nyeusi na chini ya nguvu.

HCl ya bure ina athari ya kichocheo kwenye dehydrochlorination, na kloridi za chuma, kama vile kloridi ya feri inayoundwa na kitendo cha kloridi hidrojeni na vifaa vya usindikaji, kukuza kichocheo.

Asilimia chache ya vifyonzi vya asidi, kama vile stearate ya bariamu, organotin, misombo ya risasi, nk, lazima iongezwe kwa PVC wakati wa usindikaji wa joto ili kuboresha uthabiti wake.

Wakati cable ya mawasiliano inatumiwa kupaka rangi ya kebo ya mawasiliano, ikiwa safu ya polyolefin kwenye waya ya shaba haina msimamo, carboxylate ya shaba ya kijani itaundwa kwenye kiolesura cha polima-shaba.Athari hizi hukuza usambaaji wa shaba kwenye polima, na kuharakisha uoksidishaji wa shaba.

Kwa hivyo, ili kupunguza kiwango cha uharibifu wa vioksidishaji wa polyolefini, phenoli au vioksidishaji vya amini yenye kunukia (AH) mara nyingi huongezwa ili kukomesha athari iliyo hapo juu na kuunda viini huru visivyofanya kazi A·: ROO·+AH-→ROOH+A·

• Uharibifu wa Oxidative

Bidhaa za polima zinazoonekana kwenye hewa hufyonza oksijeni na kuoksidishwa na kutengeneza hidroperoksidi, hutengana zaidi na kutoa vituo tendaji, kutengeneza itikadi kali ya bure, na kisha kuathiriwa na misururu ya radical huru (yaani, mchakato wa oksidi otomatiki).Polima zinakabiliwa na oksijeni katika hewa wakati wa usindikaji na matumizi, na inapokanzwa, uharibifu wa oksidi huharakishwa.

Uoksidishaji wa joto wa polyolefini ni wa utaratibu wa mmenyuko wa radical huru wa bure, ambao una tabia ya kiotomatiki na inaweza kugawanywa katika hatua tatu: kuanzishwa, ukuaji na kukomesha.

Mzunguko wa mnyororo unaosababishwa na kikundi cha hydroperoxide husababisha kupungua kwa uzito wa Masi, na bidhaa kuu za scission ni alkoholi, aldehydes, na ketoni, ambazo hatimaye hutiwa oksidi kwa asidi ya kaboksili.Asidi za kaboksili zina jukumu kubwa katika uoksidishaji wa kichocheo wa metali.Uharibifu wa oxidative ni sababu kuu ya kuzorota kwa mali ya kimwili na mitambo ya bidhaa za polymer.Uharibifu wa oksidi hutofautiana na muundo wa molekuli ya polima.Uwepo wa oksijeni pia unaweza kuimarisha uharibifu wa mwanga, joto, mionzi na nguvu ya mitambo kwenye polima, na kusababisha athari ngumu zaidi ya uharibifu.Antioxidants huongezwa kwa polima ili kupunguza kasi ya uharibifu wa oksidi.

2) Plastiki inapochakatwa na kufinyangwa, rangi hutengana, hufifia na kubadilisha rangi kutokana na kushindwa kustahimili joto la juu.

Rangi au rangi zinazotumiwa kwa rangi ya plastiki zina kikomo cha joto.Wakati joto hili la kikomo linapofikiwa, rangi au rangi zitapitia mabadiliko ya kemikali ili kuzalisha misombo mbalimbali ya chini ya uzito wa Masi, na fomula zao za majibu ni ngumu kiasi;rangi tofauti zina athari tofauti.Na bidhaa, upinzani wa joto wa rangi tofauti unaweza kupimwa kwa njia za uchambuzi kama vile kupoteza uzito.

2. Rangi Huitikia kwa Malighafi

Mwitikio kati ya rangi na malighafi huonyeshwa hasa katika usindikaji wa rangi fulani au rangi na malighafi.Athari hizi za kemikali zitasababisha mabadiliko katika hue na uharibifu wa polima, na hivyo kubadilisha mali ya bidhaa za plastiki.

• Majibu ya Kupunguza

Baadhi ya polima za juu, kama vile nailoni na aminoplasts, ni mawakala wa kupunguza asidi kali katika hali ya kuyeyuka, ambayo inaweza kupunguza na kufifisha rangi au rangi ambazo ni dhabiti katika halijoto ya kuchakata.

• Kubadilishana kwa Alkali

Metali za ardhini za alkali katika polima za emulsion za PVC au polipropen fulani zilizoimarishwa zinaweza "kubadilishana msingi" na metali za alkali za ardhini katika rangi ili kubadilisha rangi kutoka bluu-nyekundu hadi chungwa.

Polima ya emulsion ya PVC ni njia ambayo VC hupolimishwa kwa kuchochewa katika emulsifier (kama vile sodium dodecylsulfonate C12H25SO3Na) mmumunyo wa maji.Mmenyuko una Na+;ili kuboresha upinzani wa joto na oksijeni ya PP, 1010, DLTDP, nk mara nyingi huongezwa.Oksijeni, antioxidant 1010 ni mmenyuko wa ubadilishaji damu unaochochewa na 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxypropionate methyl ester na pentaerythritol ya sodiamu, na DLTDP hutayarishwa kwa kuitikia mmumunyo wa maji wa Na2S na akrilonitrile Propionitrile ni hidrolidi na asidi ya thiodipropionic. kupatikana kwa esterification na pombe lauryl.Majibu pia yana Na+.

Wakati wa uundaji na usindikaji wa bidhaa za plastiki, Na+ iliyobaki katika malighafi itaguswa na rangi ya ziwa iliyo na ioni za chuma kama vile CIPigment Red48:2 (BBC au 2BP): XCa2++2Na+→XNa2+ +Ca2+

• Mwitikio Kati ya Rangi asili na Halidi za haidrojeni (HX)

Wakati joto linapoongezeka hadi 170 ° C au chini ya hatua ya mwanga, PVC huondoa HCI ili kuunda dhamana mbili iliyounganishwa.

Polyolefini yenye halojeni isiyoweza kuungua moto au bidhaa za plastiki zenye rangi zisizoweza kuungua moto pia hutengenezwa HX isiyo na hidrohalojeni inapofinyangwa kwa joto la juu.

1) majibu ya Ultramarine na HX

Rangi ya bluu ya Ultramarine inayotumiwa sana katika kuchorea plastiki au kuondoa mwanga wa manjano, ni kiwanja cha sulfuri.

2) Rangi ya unga wa dhahabu ya shaba huharakisha mtengano wa oksidi wa malighafi ya PVC.

Rangi ya shaba inaweza kuwa oxidized kwa Cu+ na Cu2+ kwa joto la juu, ambayo itaharakisha mtengano wa PVC.

3) Uharibifu wa ions za chuma kwenye polima

Baadhi ya rangi zina athari ya uharibifu kwenye polima.Kwa mfano, rangi ya ziwa ya manganese CIPigmentRed48:4 haifai kwa uundaji wa bidhaa za plastiki za PP.Sababu ni kwamba ioni za chuma za manganese za bei huchochea hidroperoksidi kupitia uhamishaji wa elektroni katika oxidation ya joto au oxidation ya PP.Mtengano wa PP husababisha kuzeeka kwa kasi kwa PP;dhamana ya ester katika polycarbonate ni rahisi kuwa hidrolisisi na kuharibika wakati inapokanzwa, na mara moja kuna ions za chuma katika rangi, ni rahisi kukuza uharibifu;ioni za chuma pia zitakuza mtengano wa thermo-oksijeni wa PVC na malighafi nyingine, na kusababisha mabadiliko ya rangi.

Kwa muhtasari, wakati wa kuzalisha bidhaa za plastiki, ni njia inayowezekana zaidi na yenye ufanisi ya kuepuka matumizi ya rangi ya rangi ambayo huguswa na malighafi.

3. Mwitikio kati ya rangi na viungio

1) Mwitikio kati ya rangi zilizo na sulfuri na viungio

Rangi zenye salfa, kama vile cadmium njano (suluhisho thabiti la CdS na CdSe), hazifai PVC kwa sababu ya upinzani duni wa asidi, na hazipaswi kutumiwa pamoja na viungio vyenye risasi.

2) Mmenyuko wa misombo yenye risasi na vidhibiti vyenye sulfuri

Maudhui ya risasi katika rangi ya njano ya chrome au nyekundu ya molybdenum humenyuka pamoja na vioksidishaji kama vile thiodistearate DSTDP.

3) Mwitikio kati ya rangi na antioxidant

Kwa malighafi yenye antioxidants, kama vile PP, rangi zingine pia zitaguswa na antioxidants, na hivyo kudhoofisha kazi ya antioxidants na kufanya uthabiti wa oksijeni ya mafuta ya malighafi kuwa mbaya zaidi.Kwa mfano, antioxidants ya phenolic huingizwa kwa urahisi na kaboni nyeusi au kuguswa nao ili kupoteza shughuli zao;phenolic antioxidant na ioni za titani katika bidhaa za plastiki nyeupe au rangi isiyokolea huunda mchanganyiko wa hidrokaboni yenye harufu nzuri ya phenolic kusababisha bidhaa kuwa njano njano.Chagua kioksidishaji kinachofaa au ongeza viungio vingine, kama vile chumvi ya zinki ya kupambana na asidi (zinki stearate) au fosfiti aina ya P2 ili kuzuia kubadilika rangi kwa rangi nyeupe (TiO2).

4) Mwitikio kati ya rangi na utulivu wa mwanga

Athari za rangi na vidhibiti vya mwanga, isipokuwa majibu ya rangi zilizo na salfa na vidhibiti vya mwanga vyenye nikeli kama ilivyoelezwa hapo juu, kwa ujumla hupunguza ufanisi wa vidhibiti vya mwanga, hasa athari za vidhibiti vya mwanga vya amini na rangi ya azo ya njano na nyekundu.Athari ya kushuka kwa utulivu ni dhahiri zaidi, na sio thabiti kama isiyo na rangi.Hakuna maelezo ya uhakika kwa jambo hili.

4. Mwitikio Kati ya Viungio

Ikiwa viongeza vingi vinatumiwa vibaya, athari zisizotarajiwa zinaweza kutokea na bidhaa itabadilika rangi.Kwa mfano, kizuia miali Sb2O3 humenyuka ikiwa na kizuia kioksidishaji chenye salfa ili kuzalisha Sb2S3: Sb2O3+–S–→Sb2S3+–O–

Kwa hivyo, utunzaji lazima uchukuliwe katika uteuzi wa nyongeza wakati wa kuzingatia uundaji wa uzalishaji.

5. Visababishi vya Oxidation ya Kiotomatiki

Oxidation otomatiki ya vidhibiti vya phenolic ni jambo muhimu la kukuza kubadilika kwa rangi ya bidhaa nyeupe au nyepesi.Kubadilika rangi hii mara nyingi huitwa "Pinking" katika nchi za kigeni.

Inaunganishwa na bidhaa za oksidi kama vile BHT antioxidants (2-6-di-tert-butyl-4-methylphenol), na ina umbo la 3,3′,5,5′-stilbene quinone mwanga mwekundu wa mmenyuko wa bidhaa, kubadilika rangi hii hutokea. tu mbele ya oksijeni na maji na kwa kutokuwepo kwa mwanga.Inapowekwa kwenye mwanga wa urujuanimno, kwinoni nyekundu isiyokolea hutengana kwa haraka na kuwa bidhaa ya manjano ya pete moja.

6. Tautomerization ya Rangi ya Rangi Chini ya Utendaji wa Mwanga na Joto

Baadhi ya rangi za rangi hupitia tautomerization ya usanidi wa molekuli chini ya hatua ya mwanga na joto, kama vile matumizi ya rangi ya CIPig.R2 (BBC) kubadilika kutoka aina ya azo hadi aina ya quinone, ambayo hubadilisha athari ya awali ya mnyambuliko na kusababisha uundaji wa vifungo vilivyounganishwa. .kupungua, na kusababisha mabadiliko ya rangi kutoka nyekundu ya bluu-mwanga hadi nyekundu ya machungwa-nyekundu.

Wakati huo huo, chini ya kichocheo cha mwanga, hutengana na maji, kubadilisha maji ya kioo ya ushirikiano na kusababisha kufifia.

7. Husababishwa na Vichafuzi vya Hewa

Bidhaa za plastiki zinapohifadhiwa au kutumiwa, baadhi ya nyenzo tendaji, iwe malighafi, viungio, au rangi za rangi, zitapokea unyevu kwenye angahewa au vichafuzi vya kemikali kama vile asidi na alkali chini ya utendakazi wa mwanga na joto.Athari mbalimbali za kemikali tata husababishwa, ambayo itasababisha kufifia au kubadilika rangi kwa muda.

Hali hii inaweza kuepukwa au kupunguzwa kwa kuongeza vidhibiti vya oksijeni ya joto vinavyofaa, vidhibiti vya mwanga, au kuchagua viungio vya hali ya juu vya upinzani wa hali ya hewa na rangi.