При окрашивании пластмассовых изделий с сухим порошком или маточной смесью может произойти изменение цвета, что может повлиять на качество продукта.
Обесцвечивание может быть вызвано следующими причинами:
(1) Окислительная деградация матричной смолы, вызванная высокотемпературным формованием;
(2) из-за химических реакций между некоторыми компонентами пластмассовых изделий, такими как матрица и добавки, или между матричными и окрашивающими пигментами, или между добавками и пигментами;
(3) Поскольку окрашивающие пигменты или вспомогательные вещества не устойчивы к высоким температурам и т. Д. Мы анализируем механизм обесцвечивания, вызванный этими факторами, и даем ссылку на многих производителей пластиковых изделий, чтобы можно было выбрать подходящее сырье для производства квалифицированных пластмассовых изделий. ,
Изменение цвета, вызванное пластиковой обработкой
1.Оксидация, деградация и обесцвечивание матричной смолы при высокотемпературном литье
Когда нагревательное кольцо или нагревательная пластина из оборудования для формования пластмассы находятся в нагретом состоянии из-за потери контроля, местная температура слишком высока, а смола окисляется и разлагается при высокой температуре. Для этих термочувствительных пластиков, таких как ПВХ, легче выполнить процесс формования. Это явление происходит. Когда это серьезно, он горит желтым или даже черным, и появляется большое количество низкомолекулярных летучих веществ.
Эта деградация включает такие реакции, как деполимеризация, расщепление случайной цепи, боковые группы и низкомолекулярное удаление.
(1) Дезагрегация
Реакция деполимеризации сначала разрушается в конце макромолекул, а затем быстро удаляет мономеры в соответствии с механизмом цепочки, что особенно легко выполнять над температурой потолка полимеризации.
(2) Аномальное разрушение цепи (деградация)
Когда полимер, такой как ПЭ, формован при высокой температуре, его основная цепь может быть разрушена в любом положении, и молекулярный вес быстро уменьшается, но выход мономера мал. Этот тип реакции называется случайным разрушением цепи и иногда называют деградацией. Радикальная активность, образовавшаяся после разрыва цепи, очень велика, вокруг нее больше вторичных водородов, и реакция переноса цепи происходит легко и почти не образуется мономер.
(3) Удаление заместителей
Поливинилхлорид, поливинилацетат, полиакрилонитрил, поливинилфторид и т. Д. При нагревании замещающие вещества будут удалены. В качестве примера возьмем поливинилхлорид (ПВХ), ПВХ обрабатывают при температуре 180-200 ° С, но он относительно При низких температурах (например, 100-120 ° С) начинается дегидрирование (HCl) и HCl рано или поздно теряется при температуре около 200 ° C, в результате чего полимер становится темнее и ниже по силе. Общая реакция показана следующим образом: _CH2CHCIH2CHCl ~ ~ → ~ ~ CH = CHCH = CH ~ ~ + 2HCl
Свободная HCl катализирует дегидрохлорирование. Хлориды металлов, такие как хлорид железа, образованные взаимодействием хлористого водорода и технологического оборудования, способствуют катализу. 3HCl + Fe → FeCl3 + 3HCl
При термообработке ПВХ должен добавить несколько процентов кислотного абсорбента, такого как стеарат бария, органический олово, соединения свинца и т. Д., Чтобы улучшить его стабильность.
При использовании кабеля связи для окраски местного коммуникационного кабеля, если полиолефиновый слой на медной проволоке не стабилизируется хорошо, на границе полимер-медь образуется зеленый карбоксилат меди. Эти реакции способствуют диффузии меди в полимер. Ускоренное каталитическое окисление меди.
Поэтому для снижения скорости окислительной деградации полиолефинов часто добавляют фенольные или ароматические амино-антиоксиданты (АГ) для прекращения вышеуказанной реакции с образованием неактивных радикалов A ·: ROO · + AH- → ROOH + A ·
(4) Окислительная деградация
Полимер подвергается воздействию кислорода в воздухе во время обработки и использования и ускоряет окислительную деструкцию при нагревании.
Термическое окисление полиолефинов относится к механизму свободной радикальной цепной реакции, который обладает автокаталитическим поведением и может быть разделен на инициирование, рост и прекращение трехстадийных реакций.
Поломка цепи, вызванная группой гидропероксида, приводит к уменьшению молекулярной массы, основными продуктами гомогенизации являются спирт, альдегид, кетон и, наконец, окисляется до карбоновой кислоты. Карбоновая кислота играет основную роль в каталитическом окислении металлов.
2. Когда процесс пластического формования, краситель разлагается и обесцвечивается из-за высокой термостойкости.
Пигменты или красители, используемые для пластической окраски, имеют температурный предел. Когда эта предельная температура будет достигнута, пигменты или красители будут подвергаться химическим изменениям, в результате чего образуются различные соединения с более низкой молекулярной массой. Формулы реакции более сложны, разные пигменты имеют разные реакции. И продукты, могут измерять термостойкость различных пигментов потере веса и другим аналитическим методам. Обычно:
Изменение цвета, вызванное реакцией красителя с смолой
Реакция между красителем и смолой происходит главным образом во время обработки и формования определенных пигментов или красителей и смол. Эти химические реакции вызывают изменение оттенка и вызывают деградацию полимера, тем самым изменяя свойства продукта.
1. Реакция восстановления
Определенные полимеры, такие как найлон и аминопласты, являются сильными кислотными восстановителями в расплавленном состоянии. Они могут приводить к уменьшению и обесцвечиванию пигментов или красителей, которые очень стабильны при температуре обработки.
2 щелочной обмен
Щелочно-земельные металлы в поливинилхлоридных эмульсионных полимерах или некоторые стабилизированные полипропилены могут подвергаться «щелочному обмену» с щелочноземельными металлами в красителях, тем самым превращая цвет от синего до красного в оранжевый.
Полимер ПВХ-эмульсии представляет собой способ, при котором VC полимеризуют путем перемешивания в водном растворе эмульгатора (такого как додецилсульфат натрия C12H25SO3Na), и реакция содержит Na +, для улучшения жаростойких характеристик кислорода PP, 1010, DLTDP и тому подобного часто добавляют. Кислород, антиоксидант 1010 представляет собой реакцию переэтерификации, катализируемую метил 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксипропионатом и пентаэритритолом натрия, тогда как DLTDP получают реакцией водного раствора Na2S и акрилонитрила с образованием тиобиса. Пропионитрил гидролизуют для получения тиодипропионовой кислоты, которая, наконец, получается этерификацией лаурилового спирта. Реакция также содержит Na +.
В процессе формования пластмассовых изделий остаточный Na + в смоле будет реагировать с озоновым пигментом, содержащим ионы металлов, такие как C.I. Pigment Red 48: 2 (BBC или 2BP): XCa2 ++ 2Na + → XNa2 + + Ca2 +
3. Реакция между пигментом и галогенидом водорода (HX)
ПВХ отделяет HCI при температуре 170 ° C или под светом с образованием сопряженной двойной связи.
Галогенсодержащие огнестойкие полиолефины или цветные огнестойкие пластмассовые изделия также дегидрогалогенированы HX при высокой температуре.
(1) Реакция ультрамарина с HX
5. Пигмент ультрамаринового синего, широко используемый в пластиковой окраске или устраняющий желтый свет, представляет собой серосодержащее соединение.
(2) Медный золотой пигмент ускоряет окислительное разложение ПВХ-смолы
Медные пигменты можно окислять при высоких температурах для получения Cu +, Cu2 +, что ускорит разложение ПВХ
(3) Уничтожение полимеров металлическими ионами
Некоторые пигменты оказывают разрушающее действие на полимеры. Например, пигмент марганцевого озона CIPigmentRed 48: 4 не подходит для формования изделий из ПП. Причина в том, что метатезис ионов марганца при термическом окислении или фотоокислении PP катализирует гидроперекисление путем переноса электронов. Разложение материала приводит к ускоренному старению ПП, сложноэфирная связь в поликарбонате легко гидролизуется при нагревании и разлагается щелочью, и как только ионы металлов присутствуют в пигменте, разложение легче промотируется, ионы металлов также способствуют термическому кислородному разложению смолы, такого как ПВХ. И привести к изменениям цвета.
Таким образом, при производстве пластмассовых изделий мы должны избегать использования окрашивающих пигментов, которые реагируют со смолой, является наиболее возможным и эффективным способом.
Реакция между красителем и вспомогательным агентом
1, реакция между серосодержащими пигментами и добавками
Серосодержащие пигменты, такие как желтый кадмий (твердые растворы CdS и CdSe), из-за плохой кислотостойкости, не должны использоваться в ПВХ и не должны использоваться с свинцово-содержащими добавками.
2, соединения свинца реагируют с серосодержащими стабилизаторами
Хром-желтый пигмент или красный компонент свинца молибдена реагирует с антиоксидантами, такими как тиодистеарат DSTDP.
3, реакция между пигментом и антиоксидантом
Смолы с антиоксидантами, такими как ПП, в дополнение к вышеупомянутому «3,2», также реагируют определенные пигменты и антиоксиданты, что ослабляет функцию антиоксидантов и ухудшает термическую кислородную стабильность смолы. Например, фенольные антиоксиданты легко абсорбируются сажей или реагируют с ними и теряют свою активность, в белых или светлых пластиковых изделиях, фенольных антиоксидантах и ионах титана образуются фенольные ароматические комплексы, которые вызывают пожелтение продукта. Выберите подходящие антиоксиданты или добавьте дополнительные добавки, такие как цитрат цинка (стеарат цинка) или фосфит Р2, чтобы предотвратить обесцвечивание белого пигмента (TiO2).
4, реакция между пигментом и светостабилизатором
Эффекты пигментов и светостабилизаторов в дополнение к ранее описанным серосодержащим пигментам, реагирующим с никелесодержащими светостабилизаторами, как правило, снижают эффективность светостабилизаторов, в частности, стабилизаторы света с затрудненными аминами и азо-желтые, красные пигменты, их свет Эффект стабилизирующего спуска еще более выражен, он не настолько устойчив, как неокрашен. Не существует ясного объяснения этого явления.
Реакция между вспомогательными устройствами
Несоответствующее использование многих вспомогательных веществ может вызвать неожиданные реакции, которые могут вызвать артефакты в продукте. Если огнезащитный Sb2O3 реагирует с серой с образованием Sb2S3: Sb2O3 + -S- → Sb2S3 + -O-
Поэтому при рассмотрении производственной формулы необходимо тщательно выбирать добавки.
Изменение цвета благодаря автоматическому окислению добавок
Автоокисление фенольных стабилизаторов является важным фактором, способствующим обесцвечиванию белых или светлых продуктов. Это обесцвечивание часто упоминается как «Pinking» в зарубежных странах. Оно состоит из антиоксидантов, таких как BHT (2-6). - ди-трет-бутил-4-метилфенол) соединены и образуют бледно-красный продукт реакции, такой как 3,3 ', 5,5'-гомо-стильбен, это обесцвечивание происходит только в аэробных и водных растворах В случае света, подверженного воздействию ультрафиолетового света, красноватый стильбеновый хинон быстро разлагается в желтый моноциклический продукт.
Таутомерия, вызванная окрашиванием пигментов, вызванных фототермической реакцией
Некоторые окрашивающие пигменты под действием фототермической, таутомерной изомерии, такие как использование пигментов CIPig.R2 (BBC) от азо-типа до типа хиноидов, изменение исходного эффекта конъюгата, вызывающее сопряженные связи Уменьшение приводит к изменению цвета от темно-синего красного света до светло-оранжевого красного, в то же время при катализе света он разлагается водой, в результате чего сокристаллическая вода изменяется и вызывается обесцвечивание.
Изменение цвета, вызванное загрязнением атмосферы
Когда пластмассовые изделия хранятся или используются, некоторые реакционноспособные группы, будь то смолы или добавки или цветные пигменты, будут реагировать с атмосферной влажностью или химическими загрязнителями, такими как кислоты и щелочи, под действием света и тепла. Индуцированный разнообразными сложными химическими реакциями со временем приведет к выцветанию или обесцвечиванию, добавив подходящий стабилизатор термического кислорода, светостабилизатор или использование высококачественных атмосферных защитных добавок и пигментов, чтобы избежать или облегчить возникновение этой ситуации.
вывод
(1) Окислительная деструкция матричной смолы может вызвать обесцвечивание во время высокотемпературного формования;
(2) обесцвечивание красителей при высоких температурах может привести к обесцвечиванию пластмассовых изделий;
(3) Химическая реакция между красителем и матричной смолой или вспомогательным агентом вызывает обесцвечивание;
(4) Реакция между вспомогательными агентами и автоматическое окисление вспомогательных веществ приведет к изменениям цвета;
(5) Таутомерия окрашивающих пигментов при фототермических эффектах может привести к изменениям цвета в изделии;
(6) Загрязнители воздуха могут вызывать изменения в пластмассовых изделиях.