Polimerlerin yüksek moleküler ağırlıklarından kaynaklanan özellikleri ve polimerlerin moleküler ağırlığında değişikliğe neden olan her şey polimer bozunması olarak adlandırılır. Çok sayıda faktör arasında UV radyasyonu, polimer bozunmasının en önemli faktörlerinden biridir. Plastiklerin oksijen ve ışık kaynaklı bozunmasını önlemek teknik ve ekonomik uygulamalar için çok önemlidir. Katkı maddeleri, özellikle yapısal bir malzeme olarak kullanılan dış uygulama senaryoları için endüstriyel plastikler için gereklidir ve sıcaklık ve ışığın etkilerine karşı plastiklerin polimerik stabilitesini artırabilir. HALS'lerin yaygın hazırlama yöntemi 2,2,6,6-tetrametil piperidin veya 1,2,2,6,6 pentametil piperidinden yapılır. HALS'ler birçok reçinede, bu malzemeleri radikal hasar ve oksidatif toksisiteden kaynaklanan foto bozunmaya karşı korumak için kullanılabilir.

Tinuvin 770 Polimerlerde stabilizasyon için kullanılan bir ışık dengeleyicidir. Polimerleri, özellikle polipropileni UV ışınlarına karşı koruyabilir ve polimerlerin hava ve güneş ışığına maruz kalarak mekanik ve fiziksel özelliklerini kaybetmelerini önleyebilir. Tinuvin 770 HALS'lere aittir ve bir ışık stabilizatörü olarak PE (polietilen), PP (polipropilen), polikarbonat, poliüretan, PS (polistiren), PA (poliamidler), poliasetaller ve akrilonitril polimerleri gibi birçok polimerde dünya çapında kullanılmaktadır. Tinuvin 770'in kimyasal adı bis(2,2,6,6-tetrametil-4-piperidinil) sebacat'tır. Kuru koşullarda Tinuvin 770, polimerlerin doğrudan güneş ışığı ve asidik koşullardan kaynaklanan bozunma ve ayrışmaya karşı dirençli olması için yüksek bir stabiliteye ve iyi bir performansa sahiptir.

Bununla birlikte, tüm ürünler zamanında tüketilemeyebilir ve bu da bir dizi son kullanma tarihi geçmiş Tinuvin 770 üretecektir. Petrokimya endüstrilerinin ekonomik tasarrufu ve çevre dostu olması için, son kullanma tarihi geçmiş Tinuvin 770'in kullanım olanaklarının incelenmesine yönelik bir araştırma dikkat çekmektedir. Polimerler için hala etkili ise, çevreye düzinelerce toksik kimyasal madde atan mevcut miadı dolmuş malzeme kullanım yöntemlerinin yerini alabilir. Çalışmayı birlikte okuyalım.

Bu çalışmaya katılan araştırmacılar aynı fabrikada üretilen son kullanma tarihi geçmiş ve geçmemiş (standart numune olarak da adlandırılır) Tinuvin 770 kullanmışlardır. İki numunenin erime noktalarının farklı olup olmayacağını görmek için başlangıçta son kullanma tarihi geçmiş ve standart numunelerin DSC'lerini test etmişlerdir. Şekil 1 ve 2'deki eğriler, ısıtma durumunda ağırlık kaybeden numuneleri yansıtan DSC eğrileridir. Numunelerin erimesi eğride bir tepe noktasına neden olacaktır. Üretici firma tarafından verilen MSDS'de Tinuvin 770'in 81-86 °C arasında bir erime noktasına sahip olduğu belirtilmektedir. Araştırmalar, standart numunenin 85,92 °C'lik bir erime sıcaklığına sahip olduğunu ve son kullanma tarihi geçmiş numunenin 85,54 °C'nin altında eridiğini göstermektedir. Her ikisi de bu aralıkta ve birbirine çok yakındır, bu da iki numunenin benzer termal özelliklere sahip olduğunu, yani son kullanma tarihi geçmiş numunede erime sıcaklığının değişmesine neden olabilecek herhangi bir bozulma olmadığını göstermektedir.

Şekil 1: Standart Tinuvin 770'in DSC eğrileri.

Şekil 2: Expierd Tinuvin 770'in DSC eğrisi.

Son kullanma tarihi geçmiş Tinuvin 770 ve standart numunenin her ikisinin de FT-IR spektrumları bir kızılötesi spektrometre ile test edilmiştir. Şekil 3'te standart numune için FT-IR spektrumunu görebiliriz. Hepimizin bildiği gibi karbonil grubu 1660-1850 cm aralığında IR absorpsiyonuna sahiptir.^-1spektrumu 1721 cm'de karşılık gelen bir pike sahiptir^-1 standart numunedeki karbonlu grubun varlığını göstermektedir. Ve N-H bağı sırasıyla 3300 - 3500 cm'de bulunan bir gerilme absorpsiyonuna, eğilme absorpsiyonuna ve tabaka dışı eğilme absorpsiyonuna sahiptir.^-1, 1500 cm^-1 ve 800 cm^-1. N-H bağının titreşim moduna ait tüm pikler spektrumda 3323 cm'de gözlenmiştir.^-1, 3423 cm^-1, 1500 cm^-1 ve 793 cm^-1. Spektrum, metilen grubunun bükülme absorpsiyon pikinin (CH₃) 1378 cm'de^-1 ve metil grubunun bükülme absorpsiyon piki (CH₂) uzun zincirde 739 cm'de^-1 de ortaya çıktı.

Şekil 3: Standart Tinuvin 770'in FT-IR spektrumu

Tinuvin770 son kullanma tarihi geçmiş numunenin analizi ile elde edilen FT-IR spektrumları Şekil 4'te gösterilmektedir. Son kullanma tarihi geçmiş numune ayrıca FT-IR spektrumunda 1721 cm'de karşılık gelen IR absorpsiyon piklerini göstermektedir^-1 karbonil grubuna. N-H gerilme absorpsiyonuna karşılık gelen pik 3300-3500 cm aralığında iki geniş piktir.^-1 3323 cm anlamına gelir^-1 ve 3423 cm^-1 ortaya çıktı ve 1500 cm'de N-H bükülme absorpsiyonu^-1 zayıf bir pik olarak gözlenir. N-H tabaka dışı bükülme absorpsiyonu 800 cm^-1, 793 cm anlamına gelir^-1 gözlenir. Ve metilen grubunun bükülme absorpsiyon piki (CH₃) 1378 cm'de^-1 ve metil grubunun bükülme absorpsiyon piki (CH₂) uzun zincirde 739 cm'de^-1 ortaya çıktı.

Son kullanma tarihi geçmiş Tinuvin 770 numunesi ve standart Tinuvin 770 numunesi için elde edilen FT-IR spektrumlarının karşılaştırılmasıyla, her iki spektrumun da tek bir bileşikle ilgili olduğu sonucuna varılmıştır ve bu sonuç, son kullanma tarihinden kaynaklanan bozulma ve değişikliklerin bu numunede gerçekleşmediği sonucuna varılmıştır. Bununla birlikte, FT-IR spektrumu farklı içeriklerin miktarını doğrulayamaz, bu nedenle analiz için başka tanımlama deneylerine ve nicel yöntemlere ihtiyacımız vardır.

Şekil 4 Tinuvin770'in deney numunesinin FT-IR spektrumu.

UV-VIS spektrofotometresi kullanılarak her iki numune üzerinde UV taraması yapılmış ve iki numunenin absorpsiyon aralığının birbirine uyup uymadığı belirlenmiştir. Araştırmacılar standart numunenin ve son kullanma tarihi geçmiş numunenin UV-VIS (görünür - ultraviyole) spektrumlarını test etmiş ve hemen karşılaştırmışlardır. UV-VIS spektrumu, dalga boyuna (nm) karşı absorbans şeklinde kaydedilir. Çözücü olarak metanol kullanılan deneyler nedeniyle 800 nm ila 200 nm arasında ultraviyole absorbans mevcut değildir. Test dalga boyu aralığı şu ana kadar 205 nm'ye kadardır ve bu da absorpsiyon kesme noktası olarak adlandırılır. Bu nedenle, kullanılan numunenin UV absorpsiyonu, elde edilen spektrumda gözlenen pikler ile ilgilidir. Standart numunenin UV spektrumları Şekil 5'te gösterilmiştir. Tinuvin 770 yapısında Karbonil kromofor grupları (C=O) bulunmaktadır. Oksijen ve azot gibi atomlar içeren doymamış bileşiklerde bulunan karbonil grupları n → π280-290 nm aralığında ∗ tipindedir, çünkü bu geçişlerin çoğu yasak geçişlerdir, bu da pik yoğunluğunun azalmasına neden olur. Tinuvin 770'in standart numunesi 280-290 nm bölgesinde zayıf absorpsiyon gösterir ve adsorpsiyonu 270 nm'de artmaya başlar ve 250 nm'de maksimuma ulaşır. Tinuvin 770'in süresi dolmuş numunesinin UV spektrumu Şekil 6'da gösterilmiştir.

Standart numune gibi son kullanma tarihi geçmiş Tinuvin 770 numunesinin Karbonil kromofor grubunun (C=O) 280 - 290 nm alanlarındaki karşılık gelen piki zayıftı ve 270 nm'den itibaren artmaya başladı. Zirve piki 250 nm'de yer almaktadır. Sonuç olarak, son kullanma tarihi geçmiş numunede kromofor değişikliği olmamıştır, başka bir deyişle, bu iki numune aynı absorpsiyona sahiptir ve aynı ana bileşenlere sahiptir.

Şekil 5 Standart Tinuvin770'in UV-VIS kromatogramı.

Şekil 6 Son kullanma tarihi geçmiş Tinuvin770'in UV-VIS kromatogramı.

Daha sonra araştırmacılar standart numuneyi ve son kullanma tarihi geçmiş numuneyi asetonitril içinde çözmüş ve analiz için HPLC-UV cihazına yönlendirilen 200 ppm'lik çözeltiler oluşturmuştur. Kromatograma göre alıkonma süresi 5,4 dakikaya eşittir, bu da enjeksiyondan zirve zirvesine ulaşana kadar geçen süredir. Malzeme piklerinin tanımlanması için alıkonma süresi önemli bir parametredir. Ve HPLC-UV, her pikin altındaki alanı sayarak tanımlamaların kantitatif olarak hesaplanması için kullanılabilir. Absorpsiyon bantları olarak da adlandırılan her bir pikin altında stabilite sistemlerinin entegratörleri tarafından belirlenen alan, çalışılan sistemdeki bileşen miktarı ile orantılıdır. Hem standart numunenin hem de son kullanma tarihi geçmiş Tinuvin 770'in alıkonma süreleri 5,4 dakikadır, bu da son kullanma tarihi geçmiş numunede herhangi bir bozulma olmadığını göstermektedir. Şekil 7'deki eğriler, standart numune ve son kullanma tarihi geçmiş numunenin gerçekleştirilen dört enjeksiyonunda elde edilen pik alanı miktarlarıdır. İki eğri arasında küçük bir fark vardır, bunun nedeni nem değişikliği veya çok sayıda numune olabilir. İki numunenin alıkonma süreleri birbirine çok yakındır ve bu da süresi dolan numunenin hala ayrışmamış olduğunun kanıtıdır.

Şekil 7: HPLC-UV'de her iki numunenin eğri altında kalan alanlarının karşılaştırılması

Araştırmacılar ayrıca farklı bileşenleri ayırabilen ve farklı bileşenleri tanımlayabilen iki örneğin GC-MS (kütle spektrometresi ile birleştirilmiş gaz kromatografisi) spektrumunu test ediyor. Örnekler sıvı fazda çözülecek ve gaz fazı olması için buharlaştırma odasına az miktarda eklenecektir. Gaz kromatografisi, gaz fazındaki farklı içerikleri ayırmak için inert katı yüzey üzerine adsorbe edilen sıvı sabit fazlı sabit bir kılcal kolon kullanır. Ve kütle spektrometresi bu farklı içerikleri tanımlamak için test edecektir. HPLC-UV kromatogramı gibi, GC-MS kromatogramı da farklı pikler altındaki alanı sayarak çalışılan bileşiklerin konsantrasyonunu elde edebilir ve alıkonma süresini karşılaştırarak bileşimi belirleyebilir. Son kullanma tarihi geçmiş numune ile Tinuvin 770'in standart numunesinin alıkonma süreleri arasındaki fark 0,1 dakikadan azdır ve bu da cihaz hatasından kaynaklanıyor olabilir. Bu HPLC-UV sonucu ile tutarlıdır. GC-MS sonuçlarının verileri Şekil 8'de karşılaştırılmıştır.

Şekil 8: Tinuvin 770 piki altındaki GC-MS alanlarının karşılaştırılması

Çalışmalar, ışık stabilizatörü Tinuvin770'in son kullanma tarihinden sonra, uygun koşullar altında, nemden, iyonlaştırıcı radyasyonlardan ve yüksek sıcaklıktan (ekstrüder sistem sıcaklığının üzerinde) uzakta ve alkali bileşik olması nedeniyle serbest asidik ortamda tutulması gerektiği sonucuna varmıştır. Bu koşullar sağlandıktan sonra, son kullanma tarihi geçmiş Tinuvin 770 yapısını ve fonksiyonel özelliklerini koruyabilir, bu nedenle PP ve diğer polimerlerde stabilizasyon için hala kullanılabilir.

Aynı seri ürünler

Şimdi Bize Ulaşın!

COA, MSDS veya TDS'ye ihtiyacınız varsa, lütfen aşağıdaki forma iletişim bilgilerinizi girin, genellikle 24 saat içinde sizinle iletişime geçeceğiz. Bana e-posta da gönderebilirsiniz info@longchangchemical.com Çalışma saatleri içinde (8:30 - 6:00 UTC+8 Pzt.~Sat.) veya hızlı yanıt almak için web sitesi canlı sohbetini kullanın.

Bu makale Longchang Kimya Ar-Ge Departmanı tarafından yazılmıştır. Kopyalamanız ve yeniden basmanız gerekiyorsa, lütfen kaynağı belirtin