Plastiklerin ultraviyole ışınlarına maruz kalması zamanla onların bozulmasına yol açar. Işık bozulması, kısa dalga boyuna sahip görünmeyen ultraviyole ışınlarının polimer zincirlerini kırdığı zaman meydana gelir. Bu fenomen, parçanın özelliklerinde düşüşe neden olur. Örneğin darbe dayanımında azalma, renk değişimi, çatlama, uzama kaybı ve kopma ile çekme dayanımında düşüş ve yüzeyin pul pul dökülmesi gibi.

Ultraviyole ışınları, güneş ışınlarının yalnızca %4.6'sını oluşturur ve dalga boyu 280 ile 400 nanometre arasında değişir. Ancak bu ışınların zararlı kısmı 280-315 nanometre arasındadır. Işın miktarı da coğrafi bölgeye bağlıdır. Her polimer belirli bir dalga boyuna karşı hassasiyete sahiptir; örneğin, polipropilen 290-300, 330 ve 370 dalga boylarına, naylon 290-315 aralığında ve PVC 320 nanometrede hassastır.

Polimerlerin ışık bozulması, ultraviyole ışınlarının polimerdeki kimyasal gruplar tarafından emilmesiyle gerçekleşir; bu kimyasal gruplara kromofor denir. Parça, halojenli alev geciktiricileri, dolgu maddeleri veya pigmentler gibi katkı maddeleri içerebilir. UV stabilizatörleri, polimeri artırarak ışık bozulmasını önlemek için tasarlanmış ve üretilmiştir. Aşağıda her birinin açıklaması yapılacak üç tür stabilizatör bulunmaktadır.

UV emiciler veya UV absorber

Emiciler, kromoforlarla UV ışınlarını emme konusunda rekabet eden bir stabilizatör türüdür. Emiciler, zararlı UV ışınlarını kızılötesi ışınlar veya ısıya dönüştürerek polimer matrisinden uzaklaştırır. Karbon siyahı, ultraviyole ışınlarının en önemli, etkili ve yaygın emicilerinden biridir. Rutil titanyum oksit, 300-400 nanometre dalga boyu aralığında etkili olan bir diğer emicidir ve daha kısa dalga boyları için uygun değildir.

Hidroksi benzo-fenon ve hidroksi fenil benzo-triazol, şeffaf veya renksiz parçalar için uygun UV stabilizatörleri olarak bilinir. Ancak hidroksi fenil benzo-triazol, 100 mikrondan daha ince parçalar için uygun değildir. Diğer ultraviyole emicileri arasında, poliamid için oksalinid (oxanilides), PVC için benzo-fenon ve polikarbonat için benzo-triazol ve hidroksi fenil triazin bulunmaktadır. UV emicileri düşük maliyetlidir, ancak çevresel koşullara karşı kısa bir süre dayanabilirler.

Quencher'lar

Quencher'lar, enerji transferi ile kromoforları uyarılmış durumdan temel duruma geri döndürür. Enerji transferi, plastik malzemelerin ışık oksidasyonu sırasında oluşan karbonil gruplarının uyarılmış durumunu bastırarak gerçekleşir ve hidroksi peroksitlerin bozulması yoluyla çalışır. Bu fenomen, bağların kırılmasını ve nihayetinde serbest radikallerin oluşumunu önler. Nikel bazlı quencher'lar, tarım filmlerinde kullanılan yaygın maddelerdir. Ancak bu maddeler, ağır metaller içerdiğinden ve nihai parçanın kahverengi veya yeşil olmasına neden olduğundan yaygın olarak kullanılmamaktadır.

HALS Amino Işık Stabilizatörleri

HALS, serbest radikalleri yakalayarak ışık bozulma sürecini sınırlayan uzun süreli bir stabilizatördür. HALS'lerin UV emilimi ile oluşan radikalleri temizleme yeteneği, Denisov Döngüsü olarak bilinen bir süreç aracılığıyla nitroksil radikalleri oluşturarak açıklanmaktadır.

Piyasada çeşitli HALS ticari grupları bulunmaktadır, ancak hepsi 2,2,6,6-tetrametilpiperidin halkası yapısında ortak özelliklere sahiptir.

HALS, geniş bir plastik yelpazesi için en tanınmış UV stabilizatörlerinden biridir. Örneğin, HALS otomotiv endüstrisinde polipropilenin büyümesini teşvik etmiştir. HALS, poliolefinler, polietilen ve poliüretanlar için de oldukça etkilidir, ancak PVC'lerde faydalı değildir.

Her bir stabilizatörün UV emicilerle birlikte kullanılması daha iyidir. Örneğin, benzo-triazol genellikle HALS ile birleştirilerek renkli parçaların solması veya renk değiştirmesi önlenir.

En iyi UV'ye karşı plastiklerin stabilize edilmesi için katkı maddeleri

Dekoratif çelik lamba tabanlarının üretim süreci ile tanışma

Agrofood Gıda Fuarı 2023

Cam tuğlaların tanıtımı

Stres faktörleri kaç gruptur?