乾燥粉末またはマスターバッチでプラスチック製品を着色すると、製品の品質に影響を与える可能性のある色の変化が起こることがあります。
変色は以下の理由により発生する可能性があります。
(1)高温成形によるマトリックス樹脂の酸化分解。
(2)マトリックスおよび添加剤のようなプラスチック製品の特定の成分間、またはマトリックスと着色顔料の間、または添加剤と顔料との間の化学反応のために;
(3)着色顔料や助剤は高温に耐えられないため、これらの要因に起因する変色のメカニズムを分析し、多くのプラスチック製品メーカーに参考にし、適切な原材料を選択して適格プラスチック製品を製造することができます。 。
プラスチック成形加工による色の変化
1.高温成形時のマトリックス樹脂の酸化、劣化、変色
プラスチック成形加工装置の加熱リングや加熱プレートが制御の喪失により加熱状態になると、局所的な温度が高すぎて高温で樹脂が酸化分解され、PVCなどの感熱プラスチックでは成形が容易になる。この現象が起こりますが、それが深刻な場合は、チャーが黄色または黒く燃え、多数の低分子揮発物が逃げることになります。
この分解には、解重合、ランダム鎖切断、側基および低分子の除去などの反応が含まれる。
(1)分解
解重合反応は、高分子の末端で最初に分解し、次いで連鎖メカニズムに従って単量体を迅速に除去するが、これは重合天井温度より上で特に容易である。
(2)異常鎖切断(分解)
PEなどのポリマーを高温で成形すると、その主鎖がどの位置で切断されても分子量が急激に低下するが、モノマーの収率は小さい。このような反応はランダム鎖破壊と呼ばれ、分解と呼ばれることがある。連鎖切断後のラジカル活性は非常に高く、周りには二次的な水素が多く、連鎖移動反応が起こりやすく、モノマーがほとんど生成しません。
(3)置換基の除去
ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニルなど加熱すると置換基が取り除かれます。ポリ塩化ビニル(PVC)を例にとると、PVCは180〜200℃の温度で処理されますが、低温(例えば、100〜120℃)では、脱水素(HCl)が始まり、HClは約200℃で直ちに失われ、ポリマーがより暗くなり、強度が低下する。 〜→〜〜CH = CHCH = CH〜〜+ 2HCl
塩化水素と処理装置との相互作用によって形成された塩化第二鉄のような金属塩化物は触媒作用を促進する3HCl + Fe→FeCl3 + 3HCl
熱処理の際、PVCは、その安定性を改善するために、バリウムステアレート、有機スズ、鉛化合物などの数パーセントの酸吸収剤を添加しなければならない。
通信ケーブルを使用してローカル通信ケーブルを着色する場合、銅線上のポリオレフィン層が安定しないと、ポリマー - 銅界面に緑色の銅カルボン酸塩が形成され、銅への銅の拡散が促進されます。銅の触媒酸化を促進する。
従って、ポリオレフィンの酸化分解速度を低下させるために、不活性ラジカルA・:ROO・+ AH-→ROOH + A・を形成するために、フェノール系又は芳香族アミン系酸化防止剤(AH)
(4)酸化分解
ポリマーは、加工および使用中に空気中の酸素に曝され、加熱すると酸化分解を促進する。
ポリオレフィンの熱酸化は、自己触媒作用を有するフリーラジカル連鎖反応機構に属し、三段階反応の開始、成長および終結に分けることができる。
ヒドロペルオキシド基に起因する鎖の破壊は、分子量の低下を招き、アルコール、アルデヒド、ケトンであり、最終的にカルボン酸に酸化されます。カルボン酸は金属触媒酸化に大きな役割を果たします。
2.プラスチック成形工程では、高温耐性により着色剤が分解変色します。
顔料または染料プラスチックを着色するための現在の温度限界であり、温度がこの上限に達すると、顔料又は化学的変化を色素、式複合体の反応と比較して低分子量化合物が、種々の生成、異なる反応の異なる顔料の存在また、製品は、重量損失やその他の分析方法によって異なる顔料の耐温度を測定することができます。一般的に:
着色剤と樹脂との反応による色の変化
主に特定の顔料で着色剤と樹脂との反応や樹脂と色素が成形プロセス中に発生し、これらの化学反応は、そのような製品性能に変化することを、色相の変化、及びポリマーの分解をもたらすであろう。
1.還元反応
ナイロンやアミノプラストなどの特定のポリマーは、溶融状態の強酸性還元剤であり、処理温度で非常に安定な顔料または染料を還元して変色させることができます。
2アルカリ交換
ポリ塩化ビニルエマルジョンポリマーまたはある種の安定化ポリプロピレン中のアルカリ土類金属は、着色剤中のアルカリ土類金属と「アルカリ交換」し、それにより色が青色から赤色からオレンジ色に変わる。
1010しばしば、酸素の熱性能を改善するためにPP、DLTDP他の抗; PVC VCエマルジョンポリマー(例えば、ナトリウムドデシルスルホンC12H25SO3Na)反応のNa +を含む水溶液乳化剤を攪拌する工程によって重合されます酸素、酸化防止剤1010は、ペンタエリスリトールのナトリウムエステル交換と3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシ - プロピオン酸メチルエステルにより行い、DLTDP及びアクリロニトリルのNa 2 Sチオビスの水溶液を反応させることによって製造されますプロピオニトリル、加水分解により生成されたチオジプロピオン酸、およびラウリルアルコールとのエステル化最後に、反応はいつものNa +を含む作ります。
ときにプラスチック成形工程、Na +および例えばC.I.Pigmentとして残留レーキ顔料における樹脂・Red48金属イオンを含有する:2(BBC又は2BP)反応:XCa2 ++ 2Naを+→XNa2 + +のCa2 +
3.顔料とハロゲン化水素(HX)
PVCは、170℃の温度または光の下でHClを分離して、共役二重結合を形成する。
ハロゲン含有難燃性ポリオレフィンまたは着色難燃性プラスチック製品はまた、高温で脱ハロゲン化水素HXである。
(1)ウルトラマリンとHXとの反応
5.プラスチック着色または黄色光を排除するのに広く使用されるウルトラマリンブルー顔料は、硫黄含有化合物である。
(2)銅金顔料がPVC樹脂の酸化分解を促進する
銅顔料は、高温で酸化されて、PVCの分解を促進するCu +、Cu 2+を生成することができる
(3)金属イオンによるポリマーの破壊
いくつかの顔料は、例えばマンガンレーキ顔料CIPigmentRed48などのポリマーに有害な影響を有し:4 PPは、電子移動によって触媒可変原子価金属マンガンイオン、熱酸化又はPPの光酸化、過酸化水素ので、プラスチック成形に適していませんPPの促進老化で分解した結果、加水分解を受けやすいポリカーボネートエステル結合及び金属イオンが顔料で分解を促進する可能性がより高い存在すると、加熱ベース場合により分解、金属イオンは、PVCのような樹脂の熱酸化分解を引き起こすであろう色の変化につながります。
要約、プラスチック製品の生産では、我々は、着色顔料の使用は避けるべきであると樹脂が最も実現可能で効果的な方法を反応します。
着色剤と補助剤との反応
1、硫黄含有顔料と添加剤との反応
カドミウムイエロー(CdSおよびCdSeの固溶体)などの硫黄含有顔料は、耐酸性が低いため、PVCに使用してはならず、鉛含有添加剤とともに使用しないでください。
2、鉛化合物は硫黄含有安定剤と反応する
クロムイエロー顔料またはモリブデンレッド鉛成分は、チオジステアレートDSTDPのような酸化防止剤と反応する。
3、色素と酸化防止剤との反応
上記の「3.2」に加えて、PPのような酸化防止剤を含む樹脂は、ある種の顔料および酸化防止剤も反応し、したがって、酸化防止剤の機能を弱め、樹脂の熱酸素安定性を低下させる。例えば、フェノール系酸化防止剤はカーボンブラックに容易に吸収されるか、またはそれらと反応して活性を失い、白色または淡色のプラスチック製品ではフェノール系酸化防止剤およびチタンイオンが生成物の黄変を引き起こすフェノール系芳香族錯体を形成する。白色顔料(TiO2)の変色を防ぐために、適切な酸化防止剤を選択するか、クエン酸亜鉛(ステアリン酸亜鉛)や亜リン酸エステル(P2亜燐酸塩)などの補助添加物を添加してください。
4、顔料と光安定剤との反応
光安定剤および顔料は、それは、特に、イエローアゾおよび赤色顔料効果を光安定剤、ヒンダードアミン系光安定剤の有効性を減少させる、一般的に、ニッケル光安定剤を反応させる前に説明した硫黄含有顔料に加えて、役割を果たして、光着実な減少の効果がまだ安定して着色を説明していない場合は、より明白で、この現象には、正確な現在ではありません。
援助の間の反応
そのような不適切な使用などの多くのアジュバントは、おそらく予想外の変色反応は、硫黄含有難燃剤のSb 2 O 3の反応Sb2S3 :.のSb 2 O 3 + -S-→Sb2S3 + -O - を有する生成物として生じる発生します
生産式を検討する際にそのため、援助を慎重に選択する必要があります。
変色の自動酸化の原因アジュバント
自動酸化フェノール系安定剤は、白色又は淡色の製品の変色を促進する上で重要な因子であり、そのような変色はしばしば2-6(例えばBHTのような抗酸化剤である外国「ピンキング」(発赤)で言及されています - ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール)、酸化カップリング生成物、および形状などの3,3」、5,5' スチルベンキノン赤みがかった反応生成物は、この変色のみ酸素および水なしこれは、UV露光、スチルベンキノン赤みがかった黄色の急速な分解産物の単環式の下に配置され、光の場合に生じます。
互変異性に光熱効果の色の変化で顔料着色
光熱効果における着色顔料の一部、アゾ系顔料による共役結合し、元のコンジュゲーション効率の変化を変更する、キノイド断面となるような使用CIPig.R2(BBC)などの分子構造を、互変異性体得られた赤 - オレンジ色を低減することが暗赤色光に水色に変更、同じ時間は、触媒の光に、加水分解は、フェージングによる共結晶化水変更を生じます。
大気汚染物質によって引き起こされる変色
プラスチック製品が貯蔵または使用されるとき、樹脂または添加剤または着色顔料であるかどうかにかかわらず、反応基は光および熱の下で大気中の水分または酸およびアルカリなどの化学汚染物質と反応する。様々な複雑な化学反応によって誘発され、時間の経過とともに、適切な熱酸素安定剤、光安定剤、または高品質の耐候性添加剤および顔料の使用を加えることによって、この状況の発生を回避または緩和することができる。
結論
(1)マトリックス樹脂の酸化劣化により、高温成形時に変色が生じることがある。
(2)着色剤が高温で変色すると、プラスチック製品が変色することがあります。
(3)着色剤とマトリックス樹脂または助剤との化学反応は変色を引き起こす。
(4)補助剤と補助剤の自動酸化との反応は変色を引き起こす。
(5)光熱効果下での着色顔料の互変異性は、物品の色の変化を引き起こし得る。
(6)大気汚染物質は、プラスチック製品の変化を引き起こす可能性がある。