Գրեթե բոլոր պլաստիկները հեշտությամբ քայքայվում են, երբ ենթարկվում են ուլտրամանուշակագույն լույսի, ինչպիսիք են արևի լույսը կամ լյումինեսցենտային լույսերը: Այս քայքայումը կարող է առաջանալ վերամշակման ընթացքում կամ արտադրանքը շահագործման հանձնելուց հետո, և դրա ախտանիշները ներառում են փխրունություն, գունաթափում և ֆիզիկական հատկությունների կորուստ, ինչպիսիք են հարվածի ուժը, առաձգական ուժը և գույնը, որոնք բոլորն էլ նպաստում են պլաստմասսաների կյանքի ժամկետի կրճատմանը: Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթներ Քայքայման ամենօրյա օրինակ են սիզամարգերի աթոռները, որոնք ժամանակի ընթացքում գունաթափվում և փխրուն են դառնում պլաստիկի քայքայման պատճառով:
Ուլտրամանուշակագույն կայունացնող հավելումները միացություններ են, որոնք ավելացվում են պլաստիկի քայքայման դեմ պայքարելու և վերջնական արտադրանքի կյանքը զգալիորեն երկարացնելու համար: Ուլտրամանուշակագույն կայունացուցիչները ավելացվում են շատ ցածր մակարդակներում, սովորաբար պոլիմերի 0.1-0.5%-ը: Այս հավելումները հաճախ կարող են համակցվել բազային պոլիմերի հետ արտադրական գործընթացի ընթացքում կամ պատրաստել որպես մաստեր խմբաքանակի մաս: Շուկայում կան բազմաթիվ հավելումներ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման կայունացման համար, ներառյալ Amcor-ի ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման արգելակիչ Amshield կայունացուցիչը:
Ի՞նչ է ֆոտոօքսիդացումը:
Ուլտրամանուշակագույն լույսի պատճառով պլաստիկի քայքայումը քիմիական գործընթացի արդյունք է, որը կոչվում է ֆոտոօքսիդացում կամ ֆոտոդեգրադացիա: Ուլտրամանուշակագույն լույսը քայքայում է գոյություն ունեցող քիմիական կապերը պոլիմերային շղթայում՝ թուլացնելով պլաստիկը՝ նվազեցնելով դրա մոլեկուլային քաշը, ինչը հանգեցնում է ուժի կորստի և այլ անցանկալի ախտանիշների, ինչպես արդեն քննարկվել է: Մոլեկուլային դեգրադացիան, ինչպիսին է ֆոտո-օքսիդացումը, հաճախ հանգեցնում է պլաստիկի ձախողմանը, ուստի կարևոր է հասկանալ այս գործընթացները և ինչպես խուսափել դրանցից:
Անպաշտպան պոլիմերների ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման դիմադրությունը տատանվում է ըստ կառուցվածքի և կազմի: Որոշ պլաստմասսա ավելի ենթակա են ֆոտո-օքսիդացման՝ իրենց կառուցվածքի և ֆունկցիոնալ խմբերի պատճառով: Ֆոտոօքսիդացման առավել ենթակա կապերը ներառում են ածխածնային-ազոտային կապերը, ինչպիսիք են նիտրիլները, ամիդները և ամինները. ածխածնային-թթվածնային կապեր, ինչպիսիք են եթերները, եթերները, կետոնները, կարբոքսիլաթթուները և այլն; ածխածնային-քլորային կապեր; թթվածնային-թթվածնային կապեր, ինչպիսիք են պերօքսիդները; և ազոտ Ջրածին, ինչպիսիք են ամիդները և ամինները:
Ուլտրամանուշակագույն կայունացուցիչների տեսակները
Լուսանկարների-օքսիդացման գործընթացը արգելակելու և պլաստիկը վնասակար ուլտրամանուշակագույն ճառագայթներից պաշտպանելու համար օգտագործվում են ուլտրամանուշակագույն կայունացուցիչներ: Կախված օգտագործվող հատուկ ուլտրամանուշակագույն կայունացուցիչից, ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման պաշտպանությունը կարող է ապահովվել տարբեր ձևերով: Ընդհանուր առմամբ, հավելումների ամենատարածված տեսակները հայտնվում են որպես ուլտրամանուշակագույն կլանիչներ, մարողներ կամ HALS, և որոշ դեպքերում կարող են օգտագործվել մեկից ավելի հավելումներ՝ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման կայունացման ցանկալի մակարդակ ապահովելու համար:
Ուլտրամանուշակագույն կլանիչներ. Բավականաչափ լույսի առկայության դեպքում պոլիմերում զգայուն ֆունկցիոնալ խմբերը (որոնք կոչվում են քրոմոֆորներ) առաջացնում են ազատ ռադիկալներ մի շարք ռեակցիաների միջոցով: Ինչպես անունն է հուշում, ուլտրամանուշակագույն կայունացուցիչի այս ձևը կլանում է ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը` կանխելու ֆոտո{1}}օքսիդատիվ ռեակցիաների սկիզբը: Ուլտրամանուշակագույն լույսի ջերմությունը ներծծվելուց հետո այն ցրվում է պոլիմերային շղթաներով: Սևը հիանալի ուլտրամանուշակագույն կլանող է, ուստի ներկեր, ներկանյութեր կամ տարրական ածխածնային սև գույներ հաճախ ավելացվում են պլաստիկ արտադրանքները ուլտրամանուշակագույն ճառագայթներից պաշտպանելու համար: Բենզոտրիազոլները և հիդրօքսիֆենիլտրիազինները նույնպես ուլտրամանուշակագույն կլանիչների օրինակներ են:
Quenchers. Ֆոտո-օքսիդացման գործընթացը ներառում է մի քանի ռեակցիաներ, որոնք, ի վերջո, առաջացնում են ազատ ռադիկալներ, որոնք արձագանքում են պոլիմերային շղթայում բազմաթիվ կապերի հետ՝ ոչնչացնելով պլաստիկի ամբողջականությունը: Quencher-ները գործում են՝ մարելով ֆոտո-օքսիդացման ռեակցիայի ժամանակ առաջացած էներգիան և, հետևաբար, հուզված են վերադառնում հիմնական վիճակի, որտեղ ավելի քիչ հավանական է, որ տարածեն ֆոտո-օքսիդացման ռեակցիան, որն առաջացնում է ազատ ռադիկալներ: Նիկելի մարիչները ուլտրամանուշակագույն կայունացուցիչի այս ձևի օրինակ են:
HALS. Խոչընդոտված ամինային լույսի կայունացուցիչը կամ HALS-ը ուլտրամանուշակագույն կայունացուցիչ է, որը թիրախավորում և փակում է ազատ ռադիկալները, որոնք առաջանում են ֆոտո{0}}օքսիդացման ժամանակ՝ թույլ չտալով նրանց արձագանքել պոլիմերային կառուցվածքի հետ: HALS-ի կառուցվածքը տարբեր է, բայց սովորաբար ունի 2,2,6,6-տետրամեթիլպիպերիդին օղակաձև կառուցվածք։
