पैकेजिंग सामग्री ज्ञान - प्लास्टिक उत्पादों के रंग परिवर्तन का क्या कारण है?

• उच्च तापमान पर मोल्डिंग करते समय कच्चे माल का ऑक्सीडेटिव क्षरण मलिनकिरण का कारण बन सकता है;
• उच्च तापमान पर रंजक के मलिनकिरण से प्लास्टिक उत्पादों का मलिनकिरण होगा;
• रंजक और कच्चे माल या योजक के बीच रासायनिक प्रतिक्रिया मलिनकिरण का कारण बनेगी;
• एडिटिव्स और एडिटिव्स के स्वचालित ऑक्सीकरण के बीच प्रतिक्रिया से रंग में परिवर्तन होगा;
• प्रकाश और गर्मी की क्रिया के तहत रंगीन पिगमेंट के टॉटोमेराइजेशन से उत्पादों के रंग में परिवर्तन होगा;
• वायु प्रदूषक प्लास्टिक उत्पादों में परिवर्तन का कारण बन सकते हैं।

1. प्लास्टिक मोल्डिंग के कारण

1) उच्च तापमान पर मोल्डिंग करते समय कच्चे माल का ऑक्सीडेटिव क्षरण मलिनकिरण का कारण बन सकता है

जब प्लास्टिक मोल्डिंग प्रसंस्करण उपकरण की हीटिंग रिंग या हीटिंग प्लेट हमेशा नियंत्रण से बाहर होने के कारण हीटिंग स्थिति में होती है, तो स्थानीय तापमान बहुत अधिक होने का कारण बनना आसान होता है, जिससे कच्चा माल उच्च तापमान पर ऑक्सीकरण और विघटित हो जाता है।उन गर्मी के प्रति संवेदनशील प्लास्टिक, जैसे कि पीवीसी, के लिए यह आसान है जब यह घटना होती है, जब यह गंभीर होती है, तो यह जल जाएगा और पीला हो जाएगा, या यहां तक ​​कि काला हो जाएगा, साथ ही बड़ी मात्रा में कम आणविक वाष्पशील अतिप्रवाह होगा।

इस गिरावट में प्रतिक्रियाएं शामिल हैं जैसेडिपोलीमराइजेशन, रैंडम चेन स्किशन, साइड ग्रुप्स को हटाना और कम आणविक भार वाले पदार्थ।

• विबहुलीकरण

दरार की प्रतिक्रिया टर्मिनल चेन लिंक पर होती है, जिससे चेन लिंक एक-एक करके गिर जाता है, और उत्पन्न मोनोमर तेजी से अस्थिर हो जाता है।इस समय, चेन पोलीमराइजेशन की रिवर्स प्रक्रिया की तरह, आणविक भार बहुत धीरे-धीरे बदलता है।जैसे कि मिथाइल मेथैक्रिलेट का थर्मल डीपोलीमराइजेशन।

• यादृच्छिक श्रृंखला विखंडन (गिरावट)

इसे रैंडम ब्रेक या रैंडम टूटी चेन के रूप में भी जाना जाता है।यांत्रिक बल, उच्च-ऊर्जा विकिरण, अल्ट्रासोनिक तरंगों या रासायनिक अभिकर्मकों की कार्रवाई के तहत, कम आणविक-वजन वाले बहुलक का उत्पादन करने के लिए बहुलक श्रृंखला एक निश्चित बिंदु के बिना टूट जाती है।यह बहुलक क्षरण के तरीकों में से एक है।जब बहुलक श्रृंखला बेतरतीब ढंग से घटती है, तो आणविक भार तेजी से गिरता है, और बहुलक का वजन घटाना बहुत छोटा होता है।उदाहरण के लिए, पॉलीथीन, पॉलीन और पॉलीस्टाइनिन का क्षरण तंत्र मुख्य रूप से यादृच्छिक गिरावट है।

जब पीई जैसे पॉलिमर को उच्च तापमान पर ढाला जाता है, तो मुख्य श्रृंखला की कोई भी स्थिति टूट सकती है, और आणविक भार तेजी से गिरता है, लेकिन मोनोमर की उपज बहुत कम होती है।इस प्रकार की प्रतिक्रिया को यादृच्छिक श्रृंखला विखंडन कहा जाता है, जिसे कभी-कभी गिरावट, पॉलीथीन कहा जाता है। श्रृंखला विखंडन के बाद बनने वाले मुक्त कण बहुत सक्रिय होते हैं, जो अधिक द्वितीयक हाइड्रोजन से घिरे होते हैं, श्रृंखला स्थानांतरण प्रतिक्रियाओं के लिए प्रवण होते हैं, और लगभग कोई मोनोमर्स उत्पन्न नहीं होता है।

• प्रतिस्थापन को हटाना

पीवीसी, पीवीएसी, आदि गर्म होने पर स्थानापन्न हटाने की प्रतिक्रिया से गुजर सकते हैं, इसलिए थर्मोग्रैविमेट्रिक वक्र पर अक्सर एक पठार दिखाई देता है।जब पॉलीविनाइल क्लोराइड, पॉलीविनाइल एसीटेट, पॉलीएक्रिलोनाइट्राइल, पॉलीविनाइल फ्लोराइड आदि को गर्म किया जाता है, तो प्रतिस्थापन को हटा दिया जाएगा।पॉलीविनाइल क्लोराइड (पीवीसी) को एक उदाहरण के रूप में लेते हुए, पीवीसी को 180 ~ 200 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर संसाधित किया जाता है, लेकिन कम तापमान (जैसे 100 ~ 120 डिग्री सेल्सियस) पर, यह डिहाइड्रोजनेट (एचसीएल) करना शुरू कर देता है, और एचसीएल को बहुत कम कर देता है। जल्दी से लगभग 200 डिग्री सेल्सियस पर।इसलिए, प्रसंस्करण (180-200 डिग्री सेल्सियस) के दौरान, बहुलक रंग में गहरा और ताकत में कम हो जाता है।

नि: शुल्क एचसीएल का डीहाइड्रोक्लोरिनेशन पर एक उत्प्रेरक प्रभाव होता है, और हाइड्रोजन क्लोराइड और प्रसंस्करण उपकरण की क्रिया द्वारा गठित फेरिक क्लोराइड जैसे धातु क्लोराइड, कटैलिसीस को बढ़ावा देते हैं।

कुछ प्रतिशत अम्ल अवशोषक, जैसे बेरियम स्टीयरेट, ऑर्गोटिन, लेड यौगिक आदि, को इसकी स्थिरता में सुधार के लिए थर्मल प्रसंस्करण के दौरान पीवीसी में जोड़ा जाना चाहिए।

जब संचार केबल का उपयोग संचार केबल को रंगने के लिए किया जाता है, यदि तांबे के तार पर पॉलीओलेफ़िन की परत स्थिर नहीं होती है, तो बहुलक-तांबे के इंटरफ़ेस पर हरे तांबे के कार्बोक्सिलेट का निर्माण होगा।ये प्रतिक्रियाएं तांबे के बहुलक में प्रसार को बढ़ावा देती हैं, तांबे के उत्प्रेरक ऑक्सीकरण को तेज करती हैं।

इसलिए, पॉलीओलेफ़िन की ऑक्सीडेटिव गिरावट दर को कम करने के लिए, उपरोक्त प्रतिक्रिया को समाप्त करने के लिए फेनोलिक या सुगंधित अमीन एंटीऑक्सिडेंट (एएच) को अक्सर जोड़ा जाता है और निष्क्रिय मुक्त कण A·: ROO·+AH-→ROOH+A· बनाता है।

• ऑक्सीडेटिव गिरावट

हवा के संपर्क में आने वाले पॉलिमर उत्पाद ऑक्सीजन को अवशोषित करते हैं और हाइड्रोपरॉक्साइड्स बनाने के लिए ऑक्सीकरण से गुजरते हैं, सक्रिय केंद्रों को उत्पन्न करने के लिए आगे विघटित होते हैं, मुक्त कण बनाते हैं, और फिर मुक्त कट्टरपंथी श्रृंखला प्रतिक्रियाओं (यानी, ऑटो-ऑक्सीडेशन प्रक्रिया) से गुजरते हैं।प्रसंस्करण और उपयोग के दौरान पॉलिमर हवा में ऑक्सीजन के संपर्क में आते हैं, और गर्म होने पर ऑक्सीडेटिव गिरावट तेज हो जाती है।

पॉलीओलेफ़िन का थर्मल ऑक्सीकरण फ्री रेडिकल चेन रिएक्शन मैकेनिज्म से संबंधित है, जिसमें ऑटोकैटलिटिक व्यवहार होता है और इसे तीन चरणों में विभाजित किया जा सकता है: दीक्षा, विकास और समाप्ति।

हाइड्रोपरॉक्साइड समूह के कारण होने वाले शृंखला विखंडन से आणविक भार में कमी आती है, और विखंडन के मुख्य उत्पाद अल्कोहल, एल्डिहाइड और कीटोन होते हैं, जो अंततः कार्बोक्जिलिक एसिड में ऑक्सीकृत हो जाते हैं।धातुओं के उत्प्रेरक ऑक्सीकरण में कार्बोक्जिलिक एसिड एक प्रमुख भूमिका निभाते हैं।पॉलिमर उत्पादों के भौतिक और यांत्रिक गुणों में गिरावट का मुख्य कारण ऑक्सीडेटिव गिरावट है।बहुलक की आणविक संरचना के साथ ऑक्सीडेटिव गिरावट भिन्न होती है।ऑक्सीजन की उपस्थिति पॉलिमर पर प्रकाश, गर्मी, विकिरण और यांत्रिक बल के नुकसान को भी तेज कर सकती है, जिससे अधिक जटिल गिरावट प्रतिक्रियाएं हो सकती हैं।ऑक्सीडेटिव क्षरण को धीमा करने के लिए एंटीऑक्सिडेंट को पॉलिमर में जोड़ा जाता है।

2) जब प्लास्टिक को संसाधित और ढाला जाता है, तो उच्च तापमान का सामना करने में असमर्थता के कारण रंजक सड़ जाता है, फीका पड़ जाता है और रंग बदल जाता है

प्लास्टिक को रंगने के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले पिगमेंट या डाई की तापमान सीमा होती है।जब यह सीमा तापमान तक पहुँच जाता है, तो रंजक या रंजक विभिन्न कम आणविक भार यौगिकों के उत्पादन के लिए रासायनिक परिवर्तनों से गुजरेंगे, और उनके प्रतिक्रिया सूत्र अपेक्षाकृत जटिल होते हैं;अलग-अलग पिगमेंट की अलग-अलग प्रतिक्रिया होती है।और उत्पादों, विभिन्न पिगमेंट के तापमान प्रतिरोध का वजन घटाने जैसे विश्लेषणात्मक तरीकों से परीक्षण किया जा सकता है।

2. रंजक कच्चे माल के साथ प्रतिक्रिया करते हैं

रंजक और कच्चे माल के बीच प्रतिक्रिया मुख्य रूप से कुछ रंजक या रंजक और कच्चे माल के प्रसंस्करण में प्रकट होती है।इन रासायनिक प्रतिक्रियाओं से पॉलिमर के रंग और गिरावट में परिवर्तन होगा, जिससे प्लास्टिक उत्पादों के गुण बदल जाएंगे।

• कमी प्रतिक्रिया

कुछ उच्च पॉलिमर, जैसे नायलॉन और एमिनोप्लास्ट, पिघले हुए अवस्था में मजबूत एसिड कम करने वाले एजेंट होते हैं, जो प्रसंस्करण तापमान पर स्थिर वर्णक या रंगों को कम और फीका कर सकते हैं।

• क्षारीय विनिमय

पीवीसी इमल्शन पॉलिमर या कुछ स्थिर पॉलीप्रोपाइलीन में क्षारीय पृथ्वी धातुएं रंग में क्षारीय पृथ्वी धातुओं के साथ नीले-लाल से नारंगी रंग बदलने के लिए "आधार विनिमय" कर सकती हैं।

पीवीसी इमल्शन पॉलिमर एक ऐसी विधि है जिसमें वीसी को एक इमल्सीफायर (जैसे सोडियम डोडेसिलसल्फोनेट C12H25SO3Na) जलीय घोल में हिलाकर पॉलीमराइज़ किया जाता है।प्रतिक्रिया में Na+ होता है;पीपी, 1010, डीएलटीडीपी, आदि की गर्मी और ऑक्सीजन प्रतिरोध में सुधार के लिए अक्सर जोड़ा जाता है।ऑक्सीजन, एंटीऑक्सिडेंट 1010 3,5-डी-टर्ट-ब्यूटाइल-4-हाइड्रॉक्सीप्रोपियोनेट मिथाइल एस्टर और सोडियम पेंटाएरीथ्रिटोल द्वारा उत्प्रेरित ट्रांसएस्टरीफिकेशन रिएक्शन है, और डीएलटीडीपी एक्रिलोनिट्राइल के साथ Na2S जलीय घोल पर प्रतिक्रिया करके तैयार किया जाता है, थियोडिप्रोपियोनिक एसिड उत्पन्न करने के लिए हाइड्रोलाइज्ड होता है, और अंत में लॉरिल अल्कोहल के साथ एस्टरीफिकेशन द्वारा प्राप्त किया गया।अभिक्रिया में Na+ भी होता है।

प्लास्टिक उत्पादों की ढलाई और प्रसंस्करण के दौरान, कच्चे माल में अवशिष्ट Na+ धातु आयनों वाले झील वर्णक के साथ प्रतिक्रिया करेगा जैसे CIPigment Red48:2 (BBC or 2BP): XCa2++2Na+→XNa2+ +Ca2+

• पिगमेंट और हाइड्रोजन Halides (HX) के बीच प्रतिक्रिया

जब तापमान 170 डिग्री सेल्सियस या प्रकाश की क्रिया के तहत बढ़ जाता है, तो पीवीसी एक संयुग्मित दोहरा बंधन बनाने के लिए एचसीआई को हटा देता है।

हलोजन युक्त फ्लेम-रिटार्डेंट पॉलीओलफिन या रंगीन फ्लेम-रिटार्डेंट प्लास्टिक उत्पाद भी उच्च तापमान पर ढाले जाने पर डीहाइड्रोहैलोजेनेटेड एचएक्स होते हैं।

1) अल्ट्रामरीन और एचएक्स प्रतिक्रिया

अल्ट्रामरीन नीला वर्णक व्यापक रूप से प्लास्टिक के रंग में या पीली रोशनी को खत्म करने के लिए उपयोग किया जाता है, एक सल्फर यौगिक है।

2) कॉपर गोल्ड पाउडर पिगमेंट पीवीसी कच्चे माल के ऑक्सीडेटिव अपघटन को तेज करता है

कॉपर पिगमेंट को उच्च तापमान पर Cu+ और Cu2+ में ऑक्सीकृत किया जा सकता है, जो PVC के अपघटन को तेज करेगा

3) पॉलिमर पर धातु आयनों का विनाश

कुछ पिगमेंट का पॉलिमर पर विनाशकारी प्रभाव पड़ता है।उदाहरण के लिए, मैंगनीज झील वर्णक CIPigmentRed48:4 पीपी प्लास्टिक उत्पादों की ढलाई के लिए उपयुक्त नहीं है।कारण यह है कि परिवर्तनीय मूल्य धातु मैंगनीज आयन पीपी के थर्मल ऑक्सीकरण या फोटोऑक्सीडेशन में इलेक्ट्रॉनों के हस्तांतरण के माध्यम से हाइड्रोपरॉक्साइड को उत्प्रेरित करते हैं।पीपी का अपघटन पीपी की त्वरित उम्र बढ़ने की ओर जाता है;पॉली कार्बोनेट में एस्टर बॉन्ड हाइड्रोलाइज्ड और गर्म होने पर विघटित होना आसान होता है, और एक बार वर्णक में धातु आयन होते हैं, तो अपघटन को बढ़ावा देना आसान होता है;धातु आयन भी पीवीसी और अन्य कच्चे माल के थर्मो-ऑक्सीजन अपघटन को बढ़ावा देंगे, और रंग परिवर्तन का कारण बनेंगे।

योग करने के लिए, प्लास्टिक उत्पादों का उत्पादन करते समय, यह कच्चे माल के साथ प्रतिक्रिया करने वाले रंगीन पिगमेंट के उपयोग से बचने का सबसे व्यवहार्य और प्रभावी तरीका है।

3. colorants और योजक के बीच प्रतिक्रिया

1) सल्फर युक्त पिगमेंट और एडिटिव्स के बीच प्रतिक्रिया

सल्फर युक्त वर्णक, जैसे कैडमियम पीला (सीडीएस और सीडीएसई का ठोस समाधान), खराब एसिड प्रतिरोध के कारण पीवीसी के लिए उपयुक्त नहीं हैं, और इसका उपयोग सीसा युक्त एडिटिव्स के साथ नहीं किया जाना चाहिए।

2) सल्फर युक्त स्टेबलाइजर्स के साथ सीसा युक्त यौगिकों की प्रतिक्रिया

क्रोम येलो पिगमेंट या मोलिब्डेनम रेड में प्रमुख सामग्री थियोडिस्टियरेट डीएसटीडीपी जैसे एंटीऑक्सिडेंट के साथ प्रतिक्रिया करती है।

3) वर्णक और एंटीऑक्सीडेंट के बीच प्रतिक्रिया

पीपी जैसे एंटीऑक्सिडेंट वाले कच्चे माल के लिए, कुछ रंजक भी एंटीऑक्सिडेंट के साथ प्रतिक्रिया करेंगे, इस प्रकार एंटीऑक्सिडेंट के कार्य को कमजोर करते हैं और कच्चे माल की थर्मल ऑक्सीजन स्थिरता को बदतर बनाते हैं।उदाहरण के लिए, फेनोलिक एंटीऑक्सिडेंट कार्बन ब्लैक द्वारा आसानी से अवशोषित हो जाते हैं या उनकी गतिविधि को खोने के लिए उनके साथ प्रतिक्रिया करते हैं;सफेद या हल्के रंग के प्लास्टिक उत्पादों में फेनोलिक एंटीऑक्सिडेंट और टाइटेनियम आयन उत्पादों के पीलेपन का कारण बनने के लिए फेनोलिक सुगंधित हाइड्रोकार्बन कॉम्प्लेक्स बनाते हैं।सफेद वर्णक (TiO2) के मलिनकिरण को रोकने के लिए एक उपयुक्त एंटीऑक्सिडेंट चुनें या सहायक एडिटिव्स जोड़ें, जैसे कि एंटी-एसिड जिंक सॉल्ट (जिंक स्टीयरेट) या P2 टाइप फास्फाइट।

4) वर्णक और प्रकाश स्टेबलाइजर के बीच प्रतिक्रिया

वर्णक और प्रकाश स्टेबलाइजर्स का प्रभाव, जैसा कि ऊपर वर्णित सल्फर युक्त पिगमेंट और निकल युक्त प्रकाश स्टेबलाइजर्स की प्रतिक्रिया को छोड़कर, आम तौर पर प्रकाश स्टेबलाइजर्स की प्रभावशीलता को कम करता है, विशेष रूप से अमीन प्रकाश स्टेबलाइजर्स और एज़ो पीले और लाल पिगमेंट के प्रभाव को कम करता है।स्थिर गिरावट का प्रभाव अधिक स्पष्ट है, और यह उतना स्थिर नहीं है जितना कि बिना रंग का।इस घटना की कोई निश्चित व्याख्या नहीं है।

4. एडिटिव्स के बीच रिएक्शन

यदि कई योजक अनुचित तरीके से उपयोग किए जाते हैं, तो अप्रत्याशित प्रतिक्रियाएं हो सकती हैं और उत्पाद का रंग बदल जाएगा।उदाहरण के लिए, लौ मंदक Sb2O3 Sb2S3 उत्पन्न करने के लिए सल्फर युक्त एंटी-ऑक्सीडेंट के साथ प्रतिक्रिया करता है: Sb2O3+–S–→Sb2S3+–O–

इसलिए, उत्पादन योगों पर विचार करते समय एडिटिव्स के चयन में सावधानी बरतनी चाहिए।

5. सहायक ऑटो-ऑक्सीकरण कारण

सफेद या हल्के रंग के उत्पादों के मलिनकिरण को बढ़ावा देने के लिए फेनोलिक स्टेबलाइजर्स का स्वत: ऑक्सीकरण एक महत्वपूर्ण कारक है।इस मलिनकिरण को अक्सर विदेशों में "पिंकिंग" कहा जाता है।

यह BHT एंटीऑक्सिडेंट्स (2-6-डाइ-टर्ट-ब्यूटाइल-4-मिथाइलफेनोल) जैसे ऑक्सीकरण उत्पादों द्वारा युग्मित है, और 3,3', 5,5'-स्टिलबिन क्विनोन हल्के लाल प्रतिक्रिया उत्पाद के आकार का है, यह मलिनकिरण होता है केवल ऑक्सीजन और पानी की उपस्थिति में और प्रकाश की अनुपस्थिति में।पराबैंगनी प्रकाश के संपर्क में आने पर, हल्का लाल स्टिलबिन क्विनोन तेजी से पीले सिंगल-रिंग उत्पाद में विघटित हो जाता है।

6. प्रकाश और ऊष्मा की क्रिया के तहत रंगीन पिगमेंट का टॉटोमेराइजेशन

कुछ रंगीन वर्णक प्रकाश और ऊष्मा की क्रिया के तहत आणविक विन्यास के टॉटोमेराइजेशन से गुजरते हैं, जैसे कि CIPig.R2 (BBC) वर्णक का उपयोग azo प्रकार से क्विनोन प्रकार में बदलने के लिए, जो मूल संयुग्मन प्रभाव को बदलता है और संयुग्मित बंधों के निर्माण का कारण बनता है। .घट जाती है, जिसके परिणामस्वरूप रंग गहरे नीले-चमकदार लाल से हल्के नारंगी-लाल रंग में बदल जाता है।

उसी समय, प्रकाश के कटैलिसीस के तहत, यह पानी के साथ विघटित हो जाता है, सह-क्रिस्टल पानी को बदल देता है और लुप्त हो जाता है।

7. वायु प्रदूषकों के कारण

जब प्लास्टिक उत्पादों को संग्रहीत या उपयोग किया जाता है, तो कुछ प्रतिक्रियाशील सामग्री, चाहे कच्चा माल, योजक, या रंग रंजक, प्रकाश और गर्मी की क्रिया के तहत वातावरण में नमी या एसिड और क्षार जैसे रासायनिक प्रदूषकों के साथ प्रतिक्रिया करेंगे।विभिन्न जटिल रासायनिक प्रतिक्रियाएं होती हैं, जो समय के साथ लुप्त होती या मलिनकिरण का कारण बनती हैं।

उपयुक्त थर्मल ऑक्सीजन स्टेबलाइजर्स, लाइट स्टेबलाइजर्स, या उच्च गुणवत्ता वाले मौसम प्रतिरोध एडिटिव्स और पिगमेंट का चयन करके इस स्थिति से बचा जा सकता है या कम किया जा सकता है।