अल्ट्राव्हायोलेट किरणोत्सर्गाचा संपर्क
सूर्याच्या अल्ट्राव्हायोलेट किरणोत्सर्गाच्या संपर्कात आल्याने प्लास्टिक कालांतराने खराब होऊ शकते. पॉलिमर फोटोडिग्रेडेशन तेव्हा घडते जेव्हा लहान तरंगलांबी असलेल्या अदृश्य अल्ट्राव्हायोलेट किरणोत्सर्गामुळे प्लास्टिकमधील पॉलिमर साखळ्या तोडल्या जातात. याला फोटोडिग्रेडेशन प्रक्रिया म्हणतात. हे अल्ट्राव्हायोलेट किरणोत्सर्गाच्या प्रदर्शनामुळे होते आणि भौतिक गुणधर्मांमध्ये घट होते. यामध्ये प्रभावाची ताकद कमी होणे, रंग बदलणे, क्रॅक होणे, लांबलचकता आणि तन्य शक्ती कमी होणे आणि पृष्ठभागावर खडू येणे यांचा समावेश होतो. उदाहरणार्थ, अतिनील किरणोत्सर्गामुळे होणाऱ्या फोटोडिग्रेडेशनमुळे बागेच्या खुर्च्या खराब होऊ शकतात आणि ठिसूळ होऊ शकतात. याव्यतिरिक्त, स्टेडियमच्या जागांचा रंग खडू दिसेल आणि काही प्लास्टिक अगदी पिवळे आणि तडे जातील.
अल्ट्राव्हायोलेट रेडिएशनची काही वैशिष्ट्ये
अल्ट्राव्हायोलेट किरणे सौर स्पेक्ट्रमच्या केवळ 4.6 टक्के बनवतात. हे नॅनोमीटर (nm) मध्ये मोजले जाते आणि ते 290 ते 400 पर्यंत असते. तथापि, UVB श्रेणीचा सर्वात आक्रमक भाग म्हणजे 280 आणि 315 नॅनोमीटरमधील अतिशय लहान तरंगलांबी. त्यामुळे, तुम्ही जगात कुठे आहात यावर अतिनील किरणोत्सर्गाच्या ऊर्जेचे प्रमाण (विकिरण) अवलंबून असते.
विकिरण काय आहे
विकिरण म्हणजे ठराविक कालावधीत विशिष्ट क्षेत्रावरील अल्ट्राव्हायोलेट किरणोत्सर्गाच्या ऊर्जेचे प्रमाण आहे. 1Ly=1 cal/cm 2=4.184 E 4 Joule/m 2 (Ly=Langley) त्यामुळे, सुदानमध्ये एक वर्ष सतत बाहेरच्या वापरासाठी, प्लॅस्टिकच्या भागांमध्ये हस्तांतरित होणारी ऊर्जा 220 cm/220 cm/वर्षे असते.
प्रत्येक प्लास्टिक 290-400 nm अतिनील क्षेत्रामध्ये विशिष्ट तरंगलांबींसाठी संवेदनशील असते. म्हणून, पॉलीप्रोपीलीनमध्ये 290-300, 330 आणि 370 एनएमवर तीन मॅक्सिमा आहेत. नायलॉन 290-315 पर्यंत आहे, तर पीव्हीसी होमोपॉलिमर 320 आहे.
अतिनील किरणोत्सर्गामुळे पॉलिमरचे ऱ्हास
पॉलिमर फोटोडिग्रेडेशन तेव्हा होते जेव्हा सूर्यापासून अतिनील किरणे क्रोमोफोर्स नावाच्या पॉलिमर रचनेतील रासायनिक गटांद्वारे शोषली जातात. क्रोमोफोर म्हणजे "एक अणू किंवा अणूंचा समूह ज्याची उपस्थिती कंपाऊंडचा रंग ठरवते". पॉलिमर फॉर्म्युलेशनमध्ये हॅलोजनेटेड फ्लेम रिटार्डंट्स, फिलर्स आणि पिगमेंट्स सारख्या इतर ॲडिटिव्ह्जचा समावेश असू शकतो. म्हणून, फोटोइनिशिएशन प्रक्रिया दडपण्यासाठी यूव्ही स्टॅबिलायझर्स विकसित केले गेले आणि पॉलिमरमध्ये जोडले गेले. पहिले तीन प्रकार म्हणजे UV शोषक, क्वेन्चर्स आणि हिंडर्ड अमाईन लाईट स्टेबिलायझर्स (HALS).
1) अतिनील शोषक
शोषक हे फोटोस्टेबिलायझर्स आहेत जे अतिनील विकिरण शोषण्यासाठी क्रोमोफोर्सशी स्पर्धा करून कार्य करतात. अशाप्रकारे, शोषक हानिकारक अतिनील किरणोत्सर्गाचे निरुपद्रवी इन्फ्रारेड किरणोत्सर्गात किंवा पॉलिमर मॅट्रिक्सद्वारे विखुरलेल्या उष्णतेमध्ये रूपांतरित करतो. अतिनील शोषकांना कमी किमतीचा फायदा आहे, परंतु ते केवळ अल्पकालीन एक्सपोजरसाठी योग्य असू शकतात-. अतिनील शोषकांमध्ये हे समाविष्ट आहे:
शोषक
अतिनील शोषकांना कमी किमतीचा फायदा आहे, परंतु ते केवळ-अल्पकालीन एक्सपोजरसाठी योग्य असू शकतात. अतिनील शोषकांमध्ये हे समाविष्ट आहे:
कार्बन ब्लॅक हा सर्वात प्रभावी आणि सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या अतिनील विकिरण शोषकांपैकी एक आहे.
दुसरा यूव्ही शोषक रुटाइल टायटॅनियम ऑक्साईड आहे, जो 300-400 एनएम श्रेणीमध्ये प्रभावी आहे. तथापि, 315 पेक्षा कमी तरंगलांबीच्या UVB श्रेणीमध्ये ते फारसे उपयुक्त नाही.
हायड्रॉक्सीबेंझोफेनोन
Hydroxyphenyl benzotriazole हे सुप्रसिद्ध UV स्टॅबिलायझर देखील आहे ज्याचा फायदा तटस्थ किंवा स्पष्ट वापरासाठी योग्य आहे. Hydroxyphenylbenzotriazoles 100 मायक्रॉनपेक्षा कमी पातळ भागांमध्ये फारसे उपयुक्त नाहीत.
पीव्हीसीसाठी बेंझोफेनोन
पॉली कार्बोनेटसाठी अँझोट्रियाझोल्स आणि हायड्रॉक्सीफेनिलट्रियाझिन्स.
पॉलिमाइड्ससाठी ऑक्सालॅनिलाइड
२) शमन
क्वेंचर्स ऊर्जा हस्तांतरण प्रक्रियेद्वारे क्रोमोफोरची उत्तेजित स्थिती जमिनीवर परत करतात. एनर्जी ट्रान्स्फर एजंट प्लॅस्टिक सामग्रीच्या फोटोऑक्सिडेशनच्या वेळी आणि हायड्रोपेरॉक्साइड्सच्या विघटनाने तयार झालेल्या कार्बोनिल गटांच्या उत्तेजित अवस्थेला शांत करून कार्य करतात. हे बंध तुटण्यास आणि शेवटी मुक्त रॅडिकल्स तयार होण्यास प्रतिबंध करते.
निकेल शमन करणारे एजंट
निकेल क्वेंचर हा प्रकार सामान्यतः कृषी चित्रपट निर्मितीमध्ये वापरला जातो. हे मोठ्या प्रमाणावर वापरले जात नाहीत कारण त्यात जड धातू असतात आणि अंतिम उत्पादनाला टॅन किंवा हिरवा रंग देतात. तथापि, खाली चर्चा केलेल्या अडथळा आणलेल्या अमाइन लाइट स्टॅबिलायझर्सप्रमाणे, निकेल क्वेंचर्स अतिनील किरणोत्सर्ग स्थिर करण्यासाठी प्रभावी नाहीत.
३) हँडर्ड अमाईन लाइट स्टॅबिलायझर (HALS)
HALS हे दीर्घकाळ टिकणारे-उष्मा स्थिर करणारे असतात जे प्लॅस्टिक सामग्रीच्या फोटोऑक्सिडेशन दरम्यान तयार झालेल्या मुक्त रॅडिकल्सना अडकवून काम करतात. HALS अशा प्रकारे फोटोडिग्रेडेशन प्रक्रिया मर्यादित करते. अतिनील किरणोत्सर्गाच्या शोषणामुळे उद्भवणारे मुक्त रॅडिकल्स काढून टाकण्याची HALS ची क्षमता डेनिसोव्ह सायकल म्हणून ओळखल्या जाणाऱ्या प्रक्रियेमध्ये नायट्रोक्सिल गटांच्या निर्मितीद्वारे स्पष्ट केली जाऊ शकते.
जरी व्यावसायिकरित्या उपलब्ध HALS उत्पादने संरचनेत मोठ्या प्रमाणात भिन्न असतात, त्या सर्वांमध्ये 2,2,6,6-टेट्रामेथिलपाइपेरिडाइन रिंग रचना असते. HALS हे काही अत्यंत कुशल UV रेडिएशन स्टॅबिलायझर्स आहेत.
विविध प्लास्टिकसाठी यूव्ही स्टॅबिलायझर्स
उदाहरणार्थ, ऑटोमोटिव्ह उद्योगात पॉलीप्रॉपिलीनच्या विकासात HALS ने योगदान दिले आहे. पॉलीओलेफिन, पॉलीथिलीन आणि पॉलीयुरेथेनमध्ये HALS देखील खूप प्रभावी आहेत, ते PVC मध्ये अतिनील किरणोत्सर्गासाठी स्टॅबिलायझर म्हणून वापरले जाऊ शकत नाहीत.
यूव्ही स्टॅबिलायझर्सचे संयोजन
तिन्ही कार्ये वेगवेगळ्या यंत्रणांद्वारे कार्य करत असल्याने, ते सहसा सिनर्जिस्टिक यूव्ही रेडिएशन शोषून घेणाऱ्या ॲडिटीव्हमध्ये एकत्र केले जातात. उदाहरणार्थ, बेंझोट्रियाझोल बहुतेक वेळा HALS च्या संयोगाने वापरल्या जातात ज्यामुळे कलरिंग सिस्टीममध्ये फिकट होणे आणि विरंगुळा होऊ नये.
