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09 Oct 2020
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9 octobre 2020 Longchang Chemical

Le plastique est l'un des matériaux les plus fréquemment rencontrés dans la vie quotidienne. Il est très apprécié des consommateurs pour ses avantages : forme simple, faible prix, résistance aux solvants, résistance à la corrosion et légèreté. Cependant, les propriétés intrinsèques des matériaux polymères ne peuvent pas répondre aux besoins des différents scénarios d'utilisation. C'est pourquoi, au cours du processus de production, différents additifs sont ajoutés au plastique afin d'en améliorer les performances.

Les composés de petites molécules présents dans les plastiques apparaissent principalement de deux manières :

1. Pour les matériaux polymères obtenus par polymérisation par addition ou par condensation de monomères, des initiateurs sont généralement ajoutés au cours du processus de polymérisation, et des traces d'initiateurs, de monomères et d'autres composés moléculaires de petite taille peuvent subsister dans les matériaux après la polymérisation ;

2. Additifs ajoutés pour répondre à certaines propriétés des plastiques pendant le moulage, tels que les plastifiants, les antioxydants, les retardateurs de flamme, les stabilisateurs de lumière, les charges inorganiques et d'autres composés moléculaires de petite taille. Au fur et à mesure que la durée d'utilisation augmente, certaines traces de petites molécules migrent dans le plastique, voire s'en échappent, ce qui entraîne une baisse des performances du produit plastique. Cette situation est plus susceptible de se produire en cas de chauffage, de micro-ondes, de haute pression et d'autres environnements.

Sous l'action des micro-ondes, la chaîne de polymères est mise en vibration sous l'effet du champ électromagnétique alternatif, ce qui entraîne la dissolution de ces petits composés moléculaires et leur migration vers les aliments, l'air et les lignes de production. Lorsque la migration atteint un certain taux, elle peut affecter les performances du plastique. Il en résulte des phénomènes dangereux.

À l'heure actuelle, la Chine a peu étudié la structure et le mécanisme de migration des composés qui jouent un rôle important dans le processus de migration. Ces dernières années, les chercheurs ont étudié quatre composés de petites molécules courantes dans les plastiques (Butylated Hydroxytoluene, Antioxidant 168, Stabilisateur léger 770phtalate de dibutyle). ) Les règles de migration de cinq types de matériaux d'emballage en plastique (polyéthylène PE, polypropylène PP, polystyrène PS, polyméthacrylate de méthyle PMMA et polyéthylène téréphtalate) ont été comparées. Il convient de noter qu'afin de simuler des conditions extrêmes et de faciliter les essais, les travaux de recherche ont ajouté des composés à petites molécules à cinq matériaux d'emballage en plastique à une teneur de 1,00%, ce qui dépasse largement les rapports de concentration couramment utilisés de ces composés, de sorte que les résultats mesurés sont généralement trop importants et ne sont utilisés que comme référence de tendance et n'expliquent pas l'exsudation réelle.

La première est une comparaison de la migration approximative de différentes petites molécules dans différents matériaux d'emballage. La figure ci-dessous montre les résultats de mobilité obtenus en chauffant à une puissance de 500 W pendant 5 minutes. Il apparaît clairement que les quatre substances migrent dans le PS et le PMMA. Le taux est supérieur à la mobilité dans le PE, le PP et le PET.

En effet, les chaînes principales du PE, du PP et du PET présentent une bonne symétrie et des structures relativement régulières, ce qui en fait des polymères cristallins, tandis que le PS possède un anneau benzénique avec un encombrement stérique plus important dans sa chaîne latérale, et que le PMMA possède un groupe ester polaire plus important dans sa chaîne latérale. Il appartient au polymère amorphe dans son ensemble, mais les régions cristallines et amorphes existent en même temps dans le polymère. Les composés à petites molécules sont également répartis dans les régions cristallines et amorphes du matériau lorsqu'ils sont formés. Les segments de chaîne de la région amorphe des cristaux vibrent aléatoirement sous l'action du champ électromagnétique alternatif, ce qui favorise la migration des composés moléculaires de petite taille du polymère.

On constate également que le taux de migration de l'antioxydant 168 et du stabilisateur de lumière 770 dans tous les plastiques est inférieur à celui des deux autres petites molécules, et le taux de migration de la HALS 770 dans le PE et le PP applicables n'est que d'environ 10%.

Pendant le temps de chauffage de 5 minutes, les courbes de mobilité des différentes puissances de sortie des micro-ondes pour les quatre substances sont présentées dans la figure suivante. Les diagrammes ABCD montrent que le BHT, l'antioxydant 168, le HALS 770 et le DBP se trouvent dans 5 matériaux sous différentes puissances de micro-ondes. Courbe de migration. Il est évident qu'à mesure que la puissance de sortie de Weibo augmente, la mobilité des différents matériaux et la puissance de sortie sont fondamentalement linéaires.

Cela s'explique par le fait que, sous le même temps de chauffage, la puissance de sortie des micro-ondes est forte, les petites molécules se déplacent plus violemment dans le polymère, ce qui accélère également le mouvement des segments de polymère dans la région amorphe, accélérant ainsi la migration des petites molécules dans le plastique. De même, quelle que soit la puissance des micro-ondes, la mobilité des quatre matériaux est conforme à la conclusion de l'étape précédente, ce qui indique qu'il n'y a pas d'autre forme d'interaction entre les matériaux que le mouvement thermique.

Enfin, les chercheurs ont étudié l'effet du temps d'action des micro-ondes sur la migration des substances chimiques dans les emballages en plastique. La puissance de sortie des micro-ondes était de 300 W. Les résultats sont présentés dans la figure ci-dessous. La figure montre qu'avec la même puissance de sortie des micro-ondes, lorsque les quatre substances migrent dans chaque matériau, la mobilité est faible au début, elle augmente linéairement et s'accélère après 2 minutes, et atteint la valeur maximale au bout de 6 à 7 minutes. Après avoir atteint l'équilibre, la mobilité reste fondamentalement inchangée.

En effet, la migration des matériaux est un processus de diffusion, et la force motrice continue de la diffusion est la différence de potentiel chimique entre le matériau d'emballage et l'aliment. Lorsque le potentiel chimique entre les deux phases est égal, l'équilibre est atteint. Pour l'antioxydant 168 et le HALS 770, la concentration finale d'équilibre de l'exsudation n'est que de 25% même dans le PS, c'est-à-dire que la teneur restante en additif est de 0,75%, ce qui dépasse encore l'utilisation de l'additif dans la plupart des cas.

Par conséquent, même dans des conditions de micro-ondes intenses à long terme, ces deux composés à petites molécules peuvent encore maintenir une concentration efficace, ce qui est propice à l'utilisation continue de dispositifs en plastique dans des conditions extrêmes.

Dans l'ensemble, cette expérience a étudié les quatre types de migrations contenant différents groupes fonctionnels et polarités de BHT, d'antioxydant 168, de stabilisateur de lumière HALS 770 et de DBP sous différentes conditions de puissance de chauffage par micro-ondes dans le PE, le PP, le PS, le PMMA et le PET. Type de mobilité dans le film plastique.

Les résultats montrent que la mobilité des quatre substances est fondamentalement linéaire avec la puissance de sortie des micro-ondes, et la mobilité des migrants dans le matériau amorphe est plus grande que celle dans le matériau cristallin dans les mêmes conditions, et lorsque les migrants et la chaîne moléculaire du polymère Lorsque des liaisons hydrogène sont formées, la résistance à la migration peut être augmentée ; sous la même puissance de sortie des micro-ondes, lorsque les quatre substances migrent dans chaque matériau, la mobilité est faible au début, et elle commence à augmenter linéairement et s'accélère après 2 min, à 6 min~7 min la gauche et la droite atteignent la valeur maximale, puis atteignent l'équilibre et restent fondamentalement inchangées.

Parmi les quatre matériaux, l'antioxydant 168 et le stabilisateur de lumière 770 ont un taux de migration plus faible, ce qui est bénéfique pour l'ajout et l'utilisation.

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Cet article a été rédigé par Longchang Chemical R&D Department. Si vous souhaitez le copier ou le réimprimer, veuillez en indiquer la source.

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