पॅकेजिंग मटेरियल नॉलेज — प्लास्टिक उत्पादनांचा रंग बदलण्याचे कारण काय?

• उच्च तापमानात मोल्डिंग करताना कच्च्या मालाच्या ऑक्सिडेटिव्ह डिग्रेडेशनमुळे रंग खराब होऊ शकतो;
• उच्च तापमानात रंगरंगोटीमुळे प्लॅस्टिक उत्पादनांचा रंग मंदावतो;
• कलरंट आणि कच्चा माल किंवा मिश्रित पदार्थ यांच्यातील रासायनिक अभिक्रियामुळे विरंगुळा होईल;
• ॲडिटीव्ह आणि ॲडिटीव्हचे स्वयंचलित ऑक्सीकरण यांच्यातील प्रतिक्रिया रंग बदलांना कारणीभूत ठरेल;
• प्रकाश आणि उष्णतेच्या प्रभावाखाली रंगीबेरंगी रंगद्रव्यांचे टॉटोमरायझेशन उत्पादनांच्या रंगात बदल घडवून आणेल;
• वायू प्रदूषकांमुळे प्लास्टिक उत्पादनांमध्ये बदल होऊ शकतात.

1. प्लास्टिक मोल्डिंगमुळे

1) उच्च तापमानात मोल्डिंग करताना कच्च्या मालाच्या ऑक्सिडेटिव्ह डिग्रेडेशनमुळे रंग खराब होऊ शकतो

जेव्हा प्लॅस्टिक मोल्डिंग प्रोसेसिंग उपकरणाची हीटिंग रिंग किंवा हीटिंग प्लेट नेहमी नियंत्रणाबाहेर असल्यामुळे गरम स्थितीत असते, तेव्हा स्थानिक तापमान खूप जास्त असणे सोपे होते, ज्यामुळे कच्चा माल उच्च तापमानात ऑक्सिडाइझ होतो आणि विघटित होतो. PVC सारख्या उष्णता-संवेदनशील प्लॅस्टिकसाठी, जेव्हा ही घटना घडते, जेव्हा ती गंभीर असते तेव्हा ते जळते आणि पिवळे किंवा अगदी काळे होते, मोठ्या प्रमाणात कमी आण्विक अस्थिरता ओव्हरफ्लो होते.

या अधोगतीमध्ये अशा प्रतिक्रियांचा समावेश होतोdepolymerization, यादृच्छिक साखळी विच्छेदन, बाजूचे गट काढून टाकणे आणि कमी आण्विक वजन पदार्थ.

• डिपोलिमरायझेशन

टर्मिनल चेन लिंकवर क्लीवेज रिॲक्शन होते, ज्यामुळे साखळी लिंक एक एक करून खाली पडतात आणि व्युत्पन्न झालेला मोनोमर वेगाने अस्थिर होतो. यावेळी, साखळी पॉलिमरायझेशनच्या उलट प्रक्रियेप्रमाणेच आण्विक वजन खूप हळू बदलते. जसे की मिथाइल मेथाक्रिलेटचे थर्मल डिपोलिमरायझेशन.

• यादृच्छिक साखळी विच्छेदन (अधोगती)

यादृच्छिक ब्रेक किंवा यादृच्छिक तुटलेल्या साखळ्या म्हणून देखील ओळखले जाते. यांत्रिक शक्ती, उच्च-ऊर्जा किरणोत्सर्ग, अल्ट्रासोनिक लहरी किंवा रासायनिक अभिकर्मकांच्या कृती अंतर्गत, कमी-आण्विक-वजन पॉलिमर तयार करण्यासाठी पॉलिमर साखळी स्थिर बिंदूशिवाय खंडित होते. पॉलिमर डिग्रेडेशनचा हा एक मार्ग आहे. जेव्हा पॉलिमर साखळी यादृच्छिकपणे कमी होते, तेव्हा आण्विक वजन वेगाने कमी होते आणि पॉलिमरचे वजन कमी होते. उदाहरणार्थ, पॉलीथिलीन, पॉलीन आणि पॉलीस्टीरिनची अधोगती यंत्रणा प्रामुख्याने यादृच्छिक ऱ्हास आहे.

जेव्हा PE सारखे पॉलिमर उच्च तापमानात मोल्ड केले जातात तेव्हा मुख्य साखळीची कोणतीही स्थिती तुटलेली असू शकते आणि आण्विक वजन झपाट्याने कमी होते, परंतु मोनोमर उत्पन्न फारच कमी असते. या प्रकारच्या प्रतिक्रियेला यादृच्छिक साखळी विच्छेदन म्हणतात, ज्याला कधीकधी डिग्रेडेशन म्हणतात, पॉलीथिलीन चेन स्क्रिशन नंतर तयार झालेले मुक्त रॅडिकल्स खूप सक्रिय असतात, अधिक दुय्यम हायड्रोजनने वेढलेले असतात, साखळी हस्तांतरण प्रतिक्रियांना प्रवण असतात आणि जवळजवळ कोणतेही मोनोमर्स तयार होत नाहीत.

• पर्याय काढून टाकणे

PVC, PVAc, इत्यादींना गरम केल्यावर पर्याय काढून टाकण्याची प्रतिक्रिया येऊ शकते, म्हणून थर्मोग्राव्हिमेट्रिक वक्र वर एक पठार दिसते. पॉलीव्हिनिल क्लोराईड, पॉलीव्हिनिल एसीटेट, पॉलीक्रायलोनिट्रिल, पॉलीव्हिनिल फ्लोराईड इ. गरम केल्यावर, ते पदार्थ काढून टाकले जातील. उदाहरण म्हणून पॉलीविनाइल क्लोराईड (पीव्हीसी) घेतल्यास, पीव्हीसीवर 180~200°C पेक्षा कमी तापमानावर प्रक्रिया केली जाते, परंतु कमी तापमानात (जसे की 100~120°C), ते डिहायड्रोजनेट (HCl) होऊ लागते आणि HCl गमावते. त्वरीत सुमारे 200°C वर. म्हणून, प्रक्रिया करताना (180-200°C), पॉलिमरचा रंग गडद होतो आणि ताकद कमी होते.

फ्री एचसीएलचा डिहायड्रोक्लोरिनेशनवर उत्प्रेरक प्रभाव असतो आणि हायड्रोजन क्लोराईड आणि प्रक्रिया उपकरणांच्या कृतीमुळे तयार होणारे फेरिक क्लोराईडसारखे धातूचे क्लोराईड उत्प्रेरकांना प्रोत्साहन देतात.

बेरियम स्टीअरेट, ऑरगॅनोटिन, शिसे संयुगे इत्यादींसारखे काही टक्के ऍसिड शोषक, थर्मल प्रक्रियेदरम्यान पीव्हीसीची स्थिरता सुधारण्यासाठी जोडणे आवश्यक आहे.

संप्रेषण केबलला रंग देण्यासाठी संप्रेषण केबलचा वापर केला जातो तेव्हा, तांब्याच्या तारेवरील पॉलीओलेफिन थर स्थिर नसल्यास, पॉलिमर-कॉपर इंटरफेसवर हिरवा कॉपर कार्बोक्झिलेट तयार होईल. या प्रतिक्रिया पॉलिमरमध्ये तांब्याच्या प्रसारास प्रोत्साहन देतात, तांब्याच्या उत्प्रेरक ऑक्सिडेशनला गती देतात.

त्यामुळे, पॉलीओलेफिनचा ऑक्सिडेटिव्ह डिग्रेडेशन रेट कमी करण्यासाठी, वरील प्रतिक्रिया संपुष्टात आणण्यासाठी आणि निष्क्रिय मुक्त रॅडिकल्स A·: ROO·+AH-→ROOH+A· तयार करण्यासाठी फेनोलिक किंवा सुगंधी अमाइन अँटिऑक्सिडंट्स (AH) जोडले जातात.

• ऑक्सिडेटिव्ह डिग्रेडेशन

हवेच्या संपर्कात आलेली पॉलिमर उत्पादने ऑक्सिजन शोषून घेतात आणि हायड्रोपेरॉक्साइड तयार करण्यासाठी ऑक्सिडेशनमधून जातात, सक्रिय केंद्रे निर्माण करण्यासाठी पुढे विघटन करतात, मुक्त रेडिकल तयार करतात आणि नंतर मुक्त रेडिकल साखळी प्रतिक्रिया (म्हणजे स्वयं-ऑक्सिडेशन प्रक्रिया) होतात. प्रक्रिया आणि वापरादरम्यान पॉलिमर हवेतील ऑक्सिजनच्या संपर्कात येतात आणि गरम केल्यावर, ऑक्सिडेटिव्ह डिग्रेडेशनला गती दिली जाते.

पॉलीओलेफिनचे थर्मल ऑक्सिडेशन फ्री रॅडिकल चेन रिॲक्शन मेकॅनिझमशी संबंधित आहे, ज्यामध्ये ऑटोकॅटॅलिटिक वर्तन आहे आणि तीन चरणांमध्ये विभागले जाऊ शकते: आरंभ, वाढ आणि समाप्ती.

हायड्रोपेरॉक्साईड गटामुळे होणारी साखळी विकृतीमुळे आण्विक वजन कमी होते आणि विंचराची मुख्य उत्पादने अल्कोहोल, अल्डीहाइड्स आणि केटोन्स आहेत, जे शेवटी कार्बोक्झिलिक ऍसिडमध्ये ऑक्सिडाइझ केले जातात. धातूंच्या उत्प्रेरक ऑक्सिडेशनमध्ये कार्बोक्झिलिक ऍसिडची प्रमुख भूमिका असते. ऑक्सिडेटिव्ह डिग्रेडेशन हे पॉलिमर उत्पादनांच्या भौतिक आणि यांत्रिक गुणधर्मांच्या बिघाडाचे मुख्य कारण आहे. ऑक्सिडेटिव्ह डिग्रेडेशन पॉलिमरच्या आण्विक रचनेनुसार बदलते. ऑक्सिजनच्या उपस्थितीमुळे प्रकाश, उष्णता, किरणोत्सर्ग आणि पॉलिमरवरील यांत्रिक शक्तीचे नुकसान देखील तीव्र होऊ शकते, ज्यामुळे अधिक जटिल ऱ्हास प्रतिक्रिया निर्माण होतात. ऑक्सिडेटिव्ह डिग्रेडेशन कमी करण्यासाठी पॉलिमरमध्ये अँटिऑक्सिडंट्स जोडले जातात.

2) जेव्हा प्लास्टिकवर प्रक्रिया केली जाते आणि मोल्ड केले जाते, तेव्हा उच्च तापमानाचा सामना करण्यास असमर्थतेमुळे कलरंट कुजतो, फिकट होतो आणि रंग बदलतो.

प्लास्टिकच्या रंगासाठी वापरल्या जाणाऱ्या रंगद्रव्यांना किंवा रंगांना तापमान मर्यादा असते. जेव्हा ही मर्यादा तापमान गाठली जाते, तेव्हा रंगद्रव्ये किंवा रंग विविध कमी आण्विक वजन संयुगे तयार करण्यासाठी रासायनिक बदल करतात आणि त्यांची प्रतिक्रिया सूत्रे तुलनेने जटिल असतात; वेगवेगळ्या रंगद्रव्यांच्या वेगवेगळ्या प्रतिक्रिया असतात. आणि उत्पादने, वेगवेगळ्या रंगद्रव्यांचे तापमान प्रतिकार वजन कमी करण्यासारख्या विश्लेषणात्मक पद्धतींद्वारे तपासले जाऊ शकतात.

2. कलरंट कच्च्या मालावर प्रतिक्रिया देतात

कलरंट्स आणि कच्चा माल यांच्यातील प्रतिक्रिया प्रामुख्याने विशिष्ट रंगद्रव्ये किंवा रंग आणि कच्चा माल यांच्या प्रक्रियेत प्रकट होते. या रासायनिक अभिक्रियांमुळे पॉलिमरच्या रंगात बदल आणि ऱ्हास होईल, ज्यामुळे प्लास्टिक उत्पादनांचे गुणधर्म बदलतील.

• घट प्रतिक्रिया

काही उच्च पॉलिमर, जसे की नायलॉन आणि अमिनोप्लास्ट, वितळलेल्या अवस्थेत मजबूत आम्ल कमी करणारे घटक असतात, जे प्रक्रिया तापमानात स्थिर असलेल्या रंगद्रव्ये किंवा रंग कमी आणि फिकट करू शकतात.

• अल्कधर्मी विनिमय

पीव्हीसी इमल्शन पॉलिमरमधील अल्कधर्मी पृथ्वी धातू किंवा काही स्थिर पॉलीप्रॉपिलीन रंग निळ्या-लाल ते नारंगी रंगात बदलण्यासाठी कलरंटमधील क्षारीय पृथ्वी धातूंशी "बेस एक्सचेंज" करू शकतात.

पीव्हीसी इमल्शन पॉलिमर ही एक पद्धत आहे ज्यामध्ये इमल्सिफायर (जसे की सोडियम डोडेसिलसल्फोनेट C12H25SO3Na) जलीय द्रावणात ढवळून VC पॉलिमराइज केले जाते. प्रतिक्रियेत Na+ असते; PP, 1010, DLTDP, इ.ची उष्णता आणि ऑक्सिजन प्रतिरोधक क्षमता सुधारण्यासाठी अनेकदा जोडले जातात. ऑक्सिजन, अँटिऑक्सिडंट 1010 ही 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxypropionate मिथाइल एस्टर आणि सोडियम pentaerythritol द्वारे उत्प्रेरित केलेली एक ट्रान्सस्टेरिफिकेशन प्रतिक्रिया आहे आणि DLTDP ही Na2S जलीय द्रावणाची प्रतिक्रिया करून ॲक्रिलोनिट्रिल प्रोपियोनिट्रायड, प्रोपियोनिट्रायड, ऍसिड, ऍसिड, ऍसिड, ऍसिड, ऍसिड, 2000, 2000, 2000% पर्यंत तयार होते. शेवटी लॉरील अल्कोहोलसह एस्टरिफिकेशनद्वारे प्राप्त केले जाते. प्रतिक्रियामध्ये Na+ देखील आहे.

प्लास्टिक उत्पादनांच्या मोल्डिंग आणि प्रक्रियेदरम्यान, कच्च्या मालातील अवशिष्ट Na+ हे CIPigment Red48:2 (BBC किंवा 2BP) सारख्या धातूच्या आयन असलेल्या लेक रंगद्रव्यावर प्रतिक्रिया देईल: XCa2++2Na+→XNa2+ +Ca2+

• रंगद्रव्ये आणि हायड्रोजन हॅलाइड्स (HX) यांच्यातील प्रतिक्रिया

जेव्हा तापमान 170°C पर्यंत वाढते किंवा प्रकाशाच्या क्रियेखाली, PVC संयुग्मित दुहेरी बंध तयार करण्यासाठी HCI काढून टाकते.

हॅलोजन-युक्त ज्वाला-प्रतिरोधक पॉलीओलेफिन किंवा रंगीत ज्वाला-प्रतिरोधक प्लास्टिक उत्पादने देखील उच्च तापमानात मोल्ड केल्यावर डीहायड्रोहॅलोजनेटेड एचएक्स असतात.

1) अल्ट्रामॅरीन आणि एचएक्स प्रतिक्रिया

प्लॅस्टिकचा रंग भरण्यासाठी किंवा पिवळा प्रकाश काढून टाकण्यासाठी मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाणारे अल्ट्रामॅरीन निळे रंगद्रव्य हे सल्फर कंपाऊंड आहे.

2) कॉपर गोल्ड पावडर रंगद्रव्य पीव्हीसी कच्च्या मालाच्या ऑक्सिडेटिव्ह विघटनास गती देते

उच्च तापमानात तांबे रंगद्रव्ये Cu+ आणि Cu2+ मध्ये ऑक्सिडाइझ केली जाऊ शकतात, ज्यामुळे पीव्हीसीच्या विघटनाला गती मिळेल.

3) पॉलिमरवरील धातूच्या आयनांचा नाश

काही रंगद्रव्यांचा पॉलिमरवर विध्वंसक प्रभाव असतो. उदाहरणार्थ, मँगनीज लेक रंगद्रव्य CIPigmentRed48:4 PP प्लास्टिक उत्पादनांच्या मोल्डिंगसाठी योग्य नाही. याचे कारण असे आहे की व्हेरिएबल किंमत मेटल मँगनीज आयन पीपीच्या थर्मल ऑक्सिडेशन किंवा फोटोऑक्सिडेशनमध्ये इलेक्ट्रॉनच्या हस्तांतरणाद्वारे हायड्रोपेरॉक्साइड उत्प्रेरित करतात. पीपीच्या विघटनामुळे पीपीचे प्रवेगक वृद्धत्व होते; पॉली कार्बोनेटमधील एस्टर बॉण्ड गरम झाल्यावर हायड्रोलायझ करणे आणि विघटित करणे सोपे आहे आणि एकदा रंगद्रव्यात धातूचे आयन आले की, विघटन वाढवणे सोपे होते; धातूचे आयन पीव्हीसी आणि इतर कच्च्या मालाच्या थर्मो-ऑक्सिजन विघटनास प्रोत्साहन देतील आणि रंग बदलण्यास कारणीभूत ठरतील.

सारांश, प्लॅस्टिक उत्पादने तयार करताना, कच्च्या मालावर प्रतिक्रिया देणाऱ्या रंगीत रंगद्रव्यांचा वापर टाळणे हा सर्वात व्यवहार्य आणि प्रभावी मार्ग आहे.

3. कलरंट्स आणि ॲडिटीव्ह यांच्यातील प्रतिक्रिया

1) सल्फर-युक्त रंगद्रव्ये आणि मिश्रित पदार्थांमधील प्रतिक्रिया

गंधकयुक्त रंगद्रव्ये, जसे की कॅडमियम यलो (CdS आणि CdSe चे सॉलिड सोल्यूशन), खराब ऍसिड प्रतिरोधकतेमुळे PVC साठी योग्य नाहीत आणि लीड-युक्त ऍडिटीव्ह्ससह वापरू नयेत.

2) लीड-युक्त संयुगांची सल्फर-युक्त स्टेबिलायझर्ससह प्रतिक्रिया

क्रोम पिवळे रंगद्रव्य किंवा मॉलिब्डेनम लाल मधील शिशाची सामग्री थायोडिस्टिएरेट डीएसटीडीपी सारख्या अँटिऑक्सिडंट्सवर प्रतिक्रिया देते.

3) रंगद्रव्य आणि अँटिऑक्सिडंट यांच्यातील प्रतिक्रिया

अँटिऑक्सिडंट्स असलेल्या कच्च्या मालासाठी, जसे की PP, काही रंगद्रव्ये देखील अँटिऑक्सिडंट्सवर प्रतिक्रिया देतात, त्यामुळे अँटिऑक्सिडंट्सचे कार्य कमकुवत होते आणि कच्च्या मालाची थर्मल ऑक्सिजन स्थिरता खराब होते. उदाहरणार्थ, फेनोलिक अँटिऑक्सिडंट्स कार्बन ब्लॅकद्वारे सहजपणे शोषले जातात किंवा त्यांची क्रिया गमावण्यासाठी त्यांच्याशी प्रतिक्रिया देतात; पांढऱ्या किंवा हलक्या रंगाच्या प्लास्टिक उत्पादनांमध्ये फिनोलिक अँटिऑक्सिडंट्स आणि टायटॅनियम आयन फिनोलिक सुगंधी हायड्रोकार्बन कॉम्प्लेक्स तयार करतात ज्यामुळे उत्पादनांचा पिवळा होतो. पांढऱ्या रंगद्रव्याचा (TiO2) विरंगुळा टाळण्यासाठी एक योग्य अँटिऑक्सिडंट निवडा किंवा ऍन्टी-ऍसिड झिंक सॉल्ट (झिंक स्टीअरेट) किंवा P2 प्रकार फॉस्फाइट यांसारखे सहायक पदार्थ घाला.

4) रंगद्रव्य आणि प्रकाश स्टॅबिलायझर यांच्यातील प्रतिक्रिया

वर वर्णन केल्याप्रमाणे सल्फर-युक्त रंगद्रव्ये आणि निकेल-युक्त प्रकाश स्टॅबिलायझर्सची प्रतिक्रिया वगळता, रंगद्रव्ये आणि प्रकाश स्टेबिलायझर्सचा प्रभाव, सामान्यतः प्रकाश स्टेबिलायझर्सची परिणामकारकता कमी करतो, विशेषत: अडथळा आणलेल्या अमाइन लाइट स्टॅबिलायझर्स आणि अझो पिवळ्या आणि लाल रंगद्रव्यांचा प्रभाव. स्थिर घसरणीचा परिणाम अधिक स्पष्ट आहे, आणि तो रंगीत दिसण्याइतका स्थिर नाही. या घटनेचे कोणतेही निश्चित स्पष्टीकरण नाही.

4. additives दरम्यान प्रतिक्रिया

जर अनेक ऍडिटीव्ह्ज अयोग्यरित्या वापरली गेली तर अनपेक्षित प्रतिक्रिया येऊ शकतात आणि उत्पादनाचा रंग बदलू शकतो. उदाहरणार्थ, ज्वालारोधक Sb2O3 सल्फर-युक्त अँटी-ऑक्सिडंटसह प्रतिक्रिया देऊन Sb2S3: Sb2O3+–S–→Sb2S3+–O–

म्हणून, उत्पादन फॉर्म्युलेशनचा विचार करताना ॲडिटीव्हच्या निवडीमध्ये काळजी घेणे आवश्यक आहे.

5. सहायक स्वयं-ऑक्सिडेशन कारणे

फिनोलिक स्टॅबिलायझर्सचे स्वयंचलित ऑक्सीकरण हे पांढऱ्या किंवा हलक्या रंगाच्या उत्पादनांच्या विरंगुळ्याला प्रोत्साहन देण्यासाठी एक महत्त्वाचा घटक आहे. या विकृतीला परदेशात "गुलाबी" असे म्हणतात.

हे BHT अँटिऑक्सिडंट्स (2-6-di-tert-butyl-4-methylphenol) सारख्या ऑक्सिडेशन उत्पादनांनी जोडलेले आहे, आणि त्याचा आकार 3,3′,5,5′-स्टिलबेन क्विनोन लाइट रेड रिॲक्शन उत्पादनासारखा आहे, हे विकृतीकरण होते. फक्त ऑक्सिजन आणि पाण्याच्या उपस्थितीत आणि प्रकाशाच्या अनुपस्थितीत. अल्ट्राव्हायोलेट प्रकाशाच्या संपर्कात आल्यावर, हलका लाल स्टिलबेन क्विनोन पिवळ्या सिंगल-रिंग उत्पादनात वेगाने विघटित होतो.

6. प्रकाश आणि उष्णतेच्या कृती अंतर्गत रंगीत रंगद्रव्यांचे टॉटोमेरायझेशन

काही रंगीत रंगद्रव्ये प्रकाश आणि उष्णतेच्या कृती अंतर्गत आण्विक कॉन्फिगरेशनचे टॉटोमरायझेशन करतात, जसे की CIPig.R2 (BBC) रंगद्रव्यांचा वापर azo प्रकारातून क्विनोन प्रकारात बदलण्यासाठी, ज्यामुळे मूळ संयुग्मन प्रभाव बदलतो आणि संयुग्मित बंध तयार होतात. . कमी करा, परिणामी रंग गडद निळा-चकाकी लाल वरून हलका नारिंगी-लाल असा बदलतो.

त्याच वेळी, प्रकाशाच्या उत्प्रेरकाखाली, ते पाण्याने विघटित होते, सह-क्रिस्टल पाणी बदलते आणि लुप्त होते.

7. वायु प्रदूषकांमुळे

जेव्हा प्लास्टिक उत्पादने साठवली जातात किंवा वापरली जातात, तेव्हा काही प्रतिक्रियाशील पदार्थ, मग ते कच्चा माल, मिश्रित पदार्थ किंवा रंगद्रव्ये असोत, वातावरणातील ओलावा किंवा प्रकाश आणि उष्णतेच्या प्रभावाखाली ऍसिड आणि क्षार यांसारख्या रासायनिक प्रदूषकांवर प्रतिक्रिया देतात. विविध जटिल रासायनिक अभिक्रिया घडून येतात, ज्यामुळे कालांतराने क्षीण किंवा विरंगुळा होतो.

योग्य थर्मल ऑक्सिजन स्टॅबिलायझर्स, लाइट स्टॅबिलायझर्स किंवा उच्च दर्जाचे हवामान प्रतिरोधक पदार्थ आणि रंगद्रव्ये निवडून ही परिस्थिती टाळली किंवा कमी केली जाऊ शकते.