Beim Einfärben von Kunststoffprodukten mit Trockenpulver oder Masterbatch können Farbveränderungen auftreten, die die Produktqualität beeinträchtigen können.
Die Verfärbung kann folgende Ursachen haben:
(1) Oxidativer Abbau des Matrixharzes, verursacht durch Hochtemperaturformen;
(2) aufgrund chemischer Reaktionen zwischen bestimmten Komponenten von Kunststoffprodukten, wie Matrix und Additiven, oder zwischen Matrix- und Farbpigmenten oder zwischen Additiven und Pigmenten;
(3) Da das färbende Pigment oder die durch die hohe Temperatur verursacht wie ohne Hilfsmittel und dergleichen. Wir führen eine Verfärbung des Mechanismus durch diese Faktoren Analysieren eine Referenz für viele Hersteller von Kunststoffprodukten zur Verfügung zu stellen, so dass die korrekte Auswahl der Rohstoffe, wodurch eine Kunststoffartikel akzeptabel Herstellung .
Farbänderung durch plastische Formgebung
1. Oxidation, Abbau und Verfärbung des Matrixharzes während des Hochtemperaturformens
Wenn der Heizwendel oder eine Kunststoffform Heizplatte Ausrüstung aufgrund eines erwärmten Zustand aus der Kontrolle war, führt leicht zu lokalisierter hohe Temperatur, oxidative Zersetzung des Harzes bei einer hohen Temperatur, derjenigediejenigedasjenige wärmeempfindlichen Kunststoffe, wie PVC und dergleichen, leichter während des Formen Dieses Phänomen tritt auf.Wenn es ernst ist, brennt die Kohle gelb oder sogar schwarz, und eine große Anzahlvon niedermolekularen flüchtigen Bestandteilen entweicht.
Dieser Abbau schließt Reaktionen wie Depolymerisation, zufällige Kettenspaltung, Seitengruppen und niedermolekulare Entfernung ein.
(1) Disaggregation
Die Depolymerisationsreaktion bricht zuerst am Ende von Makromolekülen und entfernt dann schnell die Monomere gemäß dem Verkettungsmechanismus, der oberhalb der Polymerisationsdeckentemperatur besonders leicht durchzuführen ist.
(2) Anomale Kettenunterbrechung (Degradation)
Wenn ein Polymer wie PE bei hoher Temperatur geformt wird, kann seine Hauptkette an jeder Position gebrochen werden, und das Molekulargewicht nimmt schnell ab, aber die Ausbeute des Monomers ist gering.Diese Art von Reaktion wird als zufälliges Kettenbrechen bezeichnet und wird manchmal als Abbau bezeichnet Die Radikalaktivität, die nach der Kettenspaltung gebildet wird, ist sehr hoch, es gibt mehr sekundäre Wasserstoffe in der Nähe und die Kettenübertragungsreaktion tritt leicht auf, und fast kein Monomer wird erzeugt.
(3) Entfernung von Substituenten
Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polyacrylnitril, Polyvinylfluorid, usw. Beim Erhitzen werden die Substituenten entfernt.Nehmen Sie Polyvinylchlorid (PVC) als Beispiel, PVC wird bei einer Temperatur von 180 ~ 200 ° C verarbeitet, aber es ist relativ Bei niedrigen Temperaturen (z. B. 100-120 ° C) beginnt die Dehydrierung (HCl), und bei 200 ° C geht HCl früher oder später verloren, wodurch das Polymer dunkler wird und eine geringere Festigkeit aufweist ~ → ~ ~ CH = CHCH = CH ~ ~ + 2HCl
Freie HCl katalysiert die Dehydrochlorierung.Metallchloride, wie Eisen (III) -chlorid, gebildet durch die Wechselwirkungvon Chlorwasserstoff und Verarbeitungsausrüstung, fördern die Katalyse.3HCl + Fe → FeCl 3 + 3HCl
Bei der Wärmebehandlung muss PVC einige Prozent Säureabsorbens wie Bariumstearat, organisches Zinn, Bleiverbindungen usw. hinzufügen, um seine Stabilität zu verbessern.
Wenn die Polyolefinschicht auf dem Kupferdraht bei Verwendung eines Kommunikationskabels zum Einfärben eines lokalen Kommunikationskabels nicht gut stabilisiert wird, bildet sich an der Polymer-Kupfer-Grenzfläche ein grünes Kupfercarboxylat, das die Diffusion von Kupfer in das Polymer fördert. Beschleunigte katalytische Oxidation von Kupfer.
Um die oxidative Abbaurate von Polyolefinen zu verringern, werden daher häufig phenolische oder aromatische Aminantioxidantien (AH) zugesetzt, um die obige Reaktion unter Bildung inaktiver Radikale zu beenden. A: ROO · + AH - → ROOH + A
(4) oxidativer Abbau
Das Polymer ist während der Verarbeitung und Verwendung Sauerstoff in der Luft ausgesetzt und beschleunigt den oxidativen Abbau, wenn es erhitzt wird.
Die thermische Oxidation von Polyolefinen gehört zum freien Radikalkettenreaktionsmechanismus, der autokatalytisches Verhalten aufweist und in Initiation, Wachstum und Terminierung von Dreistufenreaktionen unterteilt werden kann.
Der Bruch der Kette, verursacht durch die Hydroperoxidgruppe, führt zu einer Abnahme des Molekulargewichts, die Hauptprodukte der Homogenisierung sind Alkohol, Aldehyd, Keton und schließlich zu Carbonsäure oxidiert.Die Carbonsäure spielt eine Hauptrolle bei der katalytischen Metalloxidation.
2. Beim Kunststoffformverfahren zersetzt sich der Farbstoff aufgrund der hohen Temperaturbeständigkeit und entfärbt sich.
Die für die plastische Färbung verwendeten Pigmente oder Farbstoffe haben alle eine Temperaturgrenze: Wenn diese Grenztemperatur erreicht ist, werden die Pigmente oder Farbstoffe chemisch verändert, was zu einer Vielzahl von Verbindungen mit niedrigerem Molekulargewicht führt.Die Reaktionsformeln sind komplexer, verschiedene Pigmente haben unterschiedliche Reaktionen. Und Produkte, können die Temperaturbeständigkeit von verschiedenen Pigmenten durch Gewichtsverlust und andere analytische Methoden messen.
Farbänderung verursacht durch die Reaktion von Farbmittel mit Harz
Die Reaktion zwischen dem Färbemittel und dem Harz tritt hauptsächlich während der Verarbeitung und Formung bestimmter Pigmente oder Farbstoffe und Harze auf Diese chemischen Reaktionen verursachen die Veränderung des Farbtons und verursachen den Abbau des Polymers, wodurch die Eigenschaften des Produkts verändert werden.
1. Reduktionsreaktion
Bestimmte Polymere, wie Nylon und Aminoplaste, stellen stark saure Reduktionsmittel im geschmolzenen Zustand dar. Sie können Pigmente oder Farbstoffe, die bei der Verarbeitungstemperatur sehr stabil sind, reduzieren und verfärben.
2 Alkaliaustausch
Erdalkalimetalle in Polyvinylchlorid-Emulsionspolymerisaten oder bestimmten stabilisierten Polypropylenen können mit den Erdalkalimetallen in Farbstoffen einen "alkalischen Austausch" eingehen, wodurch die Farbe von blau zu rot zu orange wechselt.
PVC VC-Emulsionspolymerisat wird durch das Verfahren polymerisiert Emulgators Rühren (beispielsweise Natriumdodecylsulfonat C12H25SO3Na) eine wässrige Lösung, die die Reaktion Na + enthält; PP die Wärmeleistung von Sauerstoff zu verbessern, oft mit 1010 DLTDP andere Anti Sauerstoff, Antioxidationsmittel 1010 durchgeführt durch den 3, 5-di-tert-butyl-4-hydroxy-propionsäuremethylester mit einer Natrium Umesterung von Pentaerythrit und DLTDP und Acrylnitril wird durch Umsetzen eine wässrige Lösung von Na2S-Thiobis zubereitet Propionitril, Thiodipropionsäure durch die Hydrolyse erzeugt wird, und schließlich Veresterung mit Laurylalkohol, die Reaktion immer die Na + machen.
Wenn Kunststoffformverfahren, das Harz in der Na + und Restlackpigmente wie C. I. Pigment · Red48 Metallion enthält: 2 (BBC oder 2BP) Umsetzen: XCa2 ++ 2Na + → XNa2 + + Ca2 +
3. Reaktion zwischen Pigment und Halogenwasserstoff (HX)
PVC löst HCl bei einer Temperatur von 170ºC oder unter Licht ab, um eine konjugierte Doppelbindung zu bilden.
Halogenhaltige schwerentflammbare Polyolefin- oder gefärbte flammgeschützte Kunststoffprodukte sind auch dehydrohalogenierte HX bei hoher Temperatur.
(1) Reaktion von Ultramarin mit HX
5. Ultramarinblaues Pigment, das in der Kunststofffärbung weit verbreitet ist oder gelbes Licht eliminiert, ist eine schwefelhaltige Verbindung.
(2) Kupfer-Gold-Pigment beschleunigt die oxidative Zersetzung von PVC-Harz
Kupferpigmente können bei hohen Temperaturen zu Cu +, Cu2 + oxidiert werden, was die Zersetzung von PVC beschleunigt
(3) Zerstörung von Polymeren durch Metallionen
Einige Pigmente haben schädliche Auswirkungen auf das Polymer, wie Mangan-Lackpigment CIPigmentRed48: 4 PP eignen sich nicht für Kunststoff-Formteil, weil die variable Valenz Metall Manganionen thermische Oxidation oder Photooxidation von PP, Wasserstoffperoxid nach dem Elektronentransfer-katalysierte die Zersetzung führt zu einer beschleunigten Alterung von PP, Polycarbonat Esterbindung hydrolyseempfindlich und zersetzen sich beim Erhitzen Basisfall, wenn die Metallionen in das Pigment sind eher die Zersetzung zu fördern; Metallion wird thermische oxidative Zersetzung des Harzes, wie beispielsweise PVC verursachen, Und führen zu Farbveränderungen.
Zusammenfassend sollten wir bei der Herstellung von Kunststoffprodukten vermeiden, dass Farbpigmente verwendet werden, die mit dem Harz reagieren, was der machbarste und effektivste Weg ist.
Reaktion zwischen Farbmittel und Hilfsmittel
1, Reaktion zwischen schwefelhaltigen Pigmenten und Additiven
Schwefelhaltige Pigmente, wie z. B. Cadmiumgelb (feste Lösungen von CdS und CdSe), sollten wegen ihrer geringen Säurebeständigkeit nicht in PVC verwendet werden und sollten nicht mit bleihaltigen Additiven verwendet werden.
2, Bleiverbindungen reagieren mit schwefelhaltigen Stabilisatoren
Chromgelbpigment oder Molybdänrot-Blei-Komponente reagiert mit Antioxidantien wie Thiodistearat DSTDP.
3, Reaktion zwischen Pigment und Antioxidans
Harze mit Antioxidantien, wie PP, zusätzlich zu den oben erwähnten '3.2', bestimmten Pigmenten und Antioxidantien reagieren ebenfalls, wodurch die Funktion von Antioxidantien geschwächt wird und die thermische Sauerstoffstabilität des Harzes verschlechtert wird. Zum Beispiel werden phenolische Antioxidantien leicht durch Ruß absorbiert oder reagieren mit ihnen und verlieren ihre Aktivität: in weißen oder hellfarbigen Kunststoffprodukten bilden phenolische Antioxidantien und Titanionen phenolische aromatische Komplexe, die eine Gelbfärbung der Produkte verursachen. Wählen Sie geeignete Antioxidantien oder zusätzliche Additive wie Zinkcitrat (Zinkstearat) oder P2 Phosphit, um eine Verfärbung des Weißpigments (TiO2) zu verhindern.
4, Die Reaktion zwischen Pigment und Lichtstabilisator
Lichtschutzmittel und Pigmente, die eine Rolle spielen, zusätzlich zu dem zuvor beschriebenen schwefelhaltigen Pigment mit den Nickel-Lichtstabilisatoren zu reagieren, im allgemeinen wird die Wirksamkeit der Lichtschutzmittel zu verringern, ein gehinderter Amin-Lichtstabilisator, insbesondere Azo- gelben und rote Pigmente Effekt, das Licht, stetiger Rückgang Effekt liegt auf der Hand, wenn noch nicht stabil erklären Färbung, ist dieses Phänomen noch nicht genau.
Die Reaktion zwischen Hilfe
Viele Adjuvantien wie unsachgemäße Verwendung, wird wahrscheinlich unerwartete Reaktion Verfärbung auftreten tritt als Produkt mit einem schwefelhaltigen Flammschutzmittel Sb2O3 Reaktions Sb2S3 :. Sb2O3 + -S- → Sb2S3 + -O-
Deshalb wird, wenn die Produktion Formel unter Berücksichtigung Hilfe muss sorgfältig ausgewählt werden.
Adjuvantien Ursache Entfärbung Autoxidation
Die Autooxidation von phenolischen Stabilisatoren stellt einen wichtigen Faktor zur Förderung der Verfärbung von weißen oder hellen Produkten dar. Diese Verfärbung wird im Ausland oft als "Pinking" bezeichnet und besteht aus Antioxidantien wie BHT (2-6). - Di-tert.-butyl-4-methylphenol) Oxidationsprodukte sind gekoppelt und bilden ein blasses rotes Reaktionsprodukt wie 3,3 ', 5,5'-Homo-Stilben, wobei diese Verfärbung nur in aerobem und Wasser und keiner ist Bei Bestrahlung mit ultraviolettem Licht zersetzt sich das rötliche Stilbenchinon schnell zu einem gelben monocyclischen Produkt.
Tautomerie durch Farbpigmente verursacht durch photothermische Reaktion
Einige der Farbpigmente unter der Einwirkung der photothermischen, tautomeren Isomerie, wie die Verwendung von CIPig.R2 (BBC) -Pigmenten vom Azotyp zum chinoiden Typ, verändern den ursprünglichen konjugierten Effekt und verursachen konjugierte Bindungen Die Abnahme bewirkt, dass sich die Farbe von einem dunkelblauen roten Licht zu einem hellorangenen Rot ändert, und zersetzt sich gleichzeitig unter der Katalyse von Licht mit Wasser, wodurch sich das kristalline Wasser verändert und Verfärbungen verursacht.
Die Farbänderung wird durch Luftschadstoffe verursacht
Wenn die Kunststoffprodukte gelagert oder verwendet werden, reagieren einige reaktive Gruppen, seien es Harze oder Additive oder Farbpigmente, unter Licht und Wärme mit atmosphärischer Feuchtigkeit oder chemischen Verunreinigungen wie Säuren und Alkalien. Induziert durch eine Vielzahl von komplexen chemischen Reaktionen, im Laufe der Zeit zu Verfärbungen oder Verfärbungen führen, durch Zugabe von geeigneten thermischen Sauerstoffstabilisatoren, Lichtstabilisatoren, oder die Verwendung von hochwertigen Wetterschutzadditive und Pigmente können vermeiden oder erleichtern das Auftreten dieser Situation.
Fazit
(1) Der oxidative Abbau des Matrixharzes kann eine Verfärbung während des Hochtemperaturformens verursachen;
(2) Verfärbungen von Farbstoffen bei hohen Temperaturen können zur Verfärbung von Kunststoffprodukten führen;
(3) Die chemische Reaktion des Färbemittels mit dem Matrixharz oder dem Hilfsmittel bewirkt eine Verfärbung;
(4) Die Reaktion zwischen Hilfsmitteln und die automatische Oxidation von Hilfsmitteln wird Farbveränderungen verursachen;
(5) Die Tautomerie von Farbpigmenten unter photothermischen Effekten kann Farbveränderungen im Gegenstand verursachen;
(6) Luftschadstoffe können zu Veränderungen bei Kunststoffprodukten führen.