Kupując wyroby z tworzyw sztucznych oczekujemy od nich ponadprzeciętnej wytrzymałości, solidności oraz wysokiej trwałości. Jednakże należy zdawać sobie sprawę z tego, że wszystkie tworzywa sztuczne są podatne na proces zwany starzeniem. Zastanówmy się zatem na czym polega proces starzenia i jak możemy go opóźnić?
Definicja starzenia mówi, że jest to proces polegający na zmianach właściwości użytkowych wyrobu pod wpływem degradacji polimerowych materiałów. Pod względem chemicznym postępującą degradację charakteryzuje zmniejszanie się ciężaru cząsteczkowego. Jest to efekt pękania łańcucha polimerowego lub też zwiększania go poprzez sieciowanie bądź rozgałęzianie. Ze względu na czynniki, które determinują starzenie tworzyw, wyróżnić możemy degradację: fotochemiczną, termiczną, biologiczną, chemiczną, oksydacyjną, mechaniczną oraz radiacyjną. Oddziaływanie czynników zewnętrznych może powodować zmatowienie, zmianę barwy, spękania, ale też utratę kruczości, elastyczności czy sztywności tworzywa.
Starzenie a proces produkcyjny
Degradacja może zachodzić zarówno w cyklu użytkowym gotowego produktu, ale także podczas procesu produkcyjnego. Najczęściej zmiany w strukturze polimerów, podczas produkcji, determinuje temperatura oraz tlen atmosferyczny. Przez wzgląd na to, każdy polimer charakteryzuje właściwa temperatura przetwarzania, ale także temperatura degradacji. Dla niektórych tworzy temperatura przetwórstwa i degradacji jest bardzo zbliżona, stanowi to istotny problem technologiczny, ponieważ nie łatwo jest dopasować wtedy warunki procesu.
Do tego typu tworzyw należy PCW (polichlorek winylu). Jest to materiał bardzo wrażliwy na działanie temperatury. Mimo, że przetwarzać można go w temperaturze powyżej 170oC, to początkowej degradacji ulega już w przedziale od 185 do 190oC.
Sposób na zatrzymanie degradacji
Oczywiście przemysł ciągle się rozwija i wdraża nowe rozwiązania. Dzięki temu powstały specjalistyczne dodatki, które zapewniają procesową stabilność termiczną. Są to stabilizatory termiczne, które możemy podzielić na pierwszorzędowe oraz drugorzędowe.
Temperatura oraz tlen atmosferyczny powodują pękanie łańcuchów polimerowych z wydzieleniem wolnych rodników (R• oraz ROO•). Stabilizatory pierwszorzędowe mają za zadanie wyłapanie wolnych rodników i przekształcenie ich do półaktywnej formy ROOH. Do tej grupy stabilizatorów zaliczyć możemy sole wyższych kwasów tłuszczowych oraz związki aminowe lub fenolowe. Dobieramy je w zależności od użytego tworzywa.
Dodanie pierwszorzędowych stabilizatorów spowalnia proces degradacji. W kolejnym etapie konieczne jest zastosowanie stabilizatorów drugorzędowych. Odpowiadają one za przekształcenie ROOH do nieaktywnych form ROH. Jest to niezbędne, ponieważ formy ROOH nie są stabilne i łatwo mogą rozpadać się ponownie do wolnych rodników, co spowodowało by rozpoczęcie procesu degradacji od nowa. Natomiast uzyskując formy ROH, całkowicie zatrzymujemy proces degradacji.
Rozwiązania od Grupy PCC
Grupa PCC Rokita posiada w swojej ofercie serię drugorzędowych stabilizatorów termicznych Rostabil. Są one dedykowane dla przemysłu PCW. Skutecznie wydłużają one stabilność termiczną tworzywa, co pozwala na większą łatwość w doborze parametrów przetwórstwa.
Zachęcamy do sprawdzenia całej oferty na www.products.pcc.eu.
