PLASTIC GREEN

Đột phá giải pháp POLYMER...Thân Thiện…Môi Trường...

dropDownTopMenu

Phụ gia o Chất chống oxi hóa o Chất ổn định nhiệt o Chất tăng trong o Chất tăng dai o Chất hóa dẻo o Chất nối mạng ngang o Chất chống cháy o Chất chống khuẩn o Màu kim loại o Chất độn gia cường o Chất trợ phân tán o Nhựa kỹ thuật o Nhựa polyolefine o Nanocomposite o Trộn hợp nhựa

Bài báo Sáng chế Công nghệ ép đùn Công nghệ đùn thổi Công nghệ compound Công nghệ trộn Công nghệ sấy Công nghệ composite Đào tạo Tư vấn Nhựa phân hủy sinh học

Search

Search... You are here: Home

SẤY NHỰA KỸ THUẬT: HỆ THỐNG SẤY ENERGYSMART™ TIẾT KIỆM 67% NĂNG LƯỢNG

Add comment (0)Details

Category: công nghê sấy nhựa Published on Wednesday, 21 March 2012 00:41 Written by Super User Hits: 33

Khi sấy PET và các loại nguyên liệu tương tự là một thách thức thật sự. Nếu những công đoạn sấy không được thực hiện kỹ càng và lượng hơi ẩm còn lại duy trì trên 0.005%, nguyên liệu sẽ trải qua sự thay đổi hóa tính trong quá trình nóng chảy, làm mất đi tính nhớt (IV) và những tính chất vật lý của nguyên liệu.

SẤY NHỰA KỸ THUẬT: HỆ THỐNG SẤY ENERGYSMART™ TIẾT KIỆM 67% NĂNG LƯỢNGTrong sản xuất quy mô lớn, nhà sản xuất hoàn toàn có thể tiết kiệm nguồn năng lượng đáng kể cho quá trình sấy nhựa. Với những kiểu máy sấy truyền thống, điện năng tiêu thụ có thể lên tới 12% trên tổng năng lượng tiêu thụ trong một nhà máy sản xuất chai PET, và 25% trên tổng năng lượng tiêu thụ trong quy trình sản xuất phôi PET.

Sự khó khăn về năng lượng là điểm đặc biệt quan tâm khi chạy những nguyên liệu cần sấy ở nhiệt độ trên 250°F trong vài giờ, bao gồm cả polycarbonate và PET. Những nhà sản xuất hạt nhựa khuyên rằng, đối với PET cần được sấy ở nhiệt độ từ 300 tới 350°F (148 tới 177°C) trong 4 đến 6 giờ. Đối với quy mô sản xuất lớn, việc tăng nhiệt độ sấy cho hàng ngàn pounds nhựa và duy trì ở 350°F tới 6 giờ có thể quá hao tốn. Tuy nhiên, vì yêu cầu chất lượng sản phẩm nên hiện nay nhà sản xuất vẫn phải chấp nhận qui trình này. Mới đây, Conair đã nghiên cứu và thành công với hệ thống sấy EnergySmart cho phép tiết kiệm tới 67% năng lượng.

TÁI SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG NHIỆT

Hệ thống sấy EnergySmart™ có sự khác biệt rõ rệt bởi khả năng sử dụng lại lượng nhiệt bỏ đi trong qui trình, nói cách khác hơi nóng sẽ được dẫn qua bộ trao đổi nhiệt trên đường khí thoát về của hệ thống sấy. Đối với máy sấy truyền thống, luồng khí tồn tại ở phễu sấy vẫn còn khá nóng, khoảng 200°F. Vì hạt hút ẩm không ảnh hưởng nhiều đến nhiệt độ có hơi ẩm tách ra, nên khí nóng thoát về được dẫn qua bộ trao đổi nhiệt và tại đây nhiệt độ sẽ giảm còn khoảng 120°F. Nói cách khác, việc làm giảm 80°F (từ 200°F xuống 120°F) về bản chất đó cũng là sự hao phí năng lượng nhiệt ở một máy sấy truyền thống.

Đó là lý do tại sao hệ thống sấy EnergySmart™ là một hệ thống “hai tầng”, kết hợp một quy trình sấy nóng và quy trình sấy tách ẩm. Trong quy trình sấy nóng, lượng nhiệt thừa sẽ được giữ lại. Luồng khí trên đường về thoát ra từ đỉnh của phễu sấy sẽ được chuyển qua bộ lọc và sau đó gia nhiệt lại trước khi cấp ngược vào phễu sấy thông qua cửa vào hình nón duy nhất đặt ở phần giữa của phễu. Hệ thống của Conair tiết kiệm năng lượng bằng cách không làm giảm nhiệt trong bộ trao đổi nhiệt của khí thoát về và không phải gia nhiệt thêm nhiều cho luồng khí qua phễu sấy trong chu trình kế tiếp.

Luồng khí nóng tái sử dụng không khô bằng khí trong quy trình sấy thông thường và điểm tụ sương của nó ở khoảng giữa -20 và 0°F (-28.8°C và -17.7°C) thay vì -40°F (-40°C) theo như lời khuyên của nhà sản xuất hạt nhựa. Tuy nhiên, chức năng chính của luồng khí nóng tái tuần hoàn trong hệ thống mới này là gia nhiệt trước cho phần nhựa ở nửa trên của phễu sấy tới nhiệt độ sấy đã cài đặt. Điểm tụ sương như yêu cầu là -40°F sẽ đạt được trong quy trình sấy tách ẩm của hệ thống EnergySmart™.

SẤY TÁCH ẨM

Quy trình sấy tách ẩm của hệ thống EnergySmart™ được tích hợp theo chuẩn của Conair, mặc dù nó nhỏ hơn máy sấy Conair Carousel Plus™. Luồng khí được sấy tại điểm tụ suơng -40°F và gia nhiệt theo những yêu cầu kỹ thuật của nhà cung cấp hạt nhựa. Sau đó, luồng khí được đưa vào phễu sấy qua một cửa vào hình nón đặt dưới đáy phễu. Luồng khí nóng, khô bốc lên và đi qua lớp nguyên liệu mà nguyên liệu này thật sự đã được nung nóng trước trong quy trình sấy nóng, duy trì nhiệt độ sấy tối ưu và giảm độ ẩm nguyên liệu theo các mức đề nghị của nhà sản xuất hạt nhựa.

Do nguyên liệu đã được gia nhiệt trước cho đạt đến nhiệt độ sấy lý tưởng với chu trình sấy khí nóng nên chúng ta chỉ cần dùng một lưu lượng khí sấy ít hơn trong vùng sấy tách ẩm. Với lưu lượng khí thấp nhất dùng trong quy trình sấy tách ẩm, chúng ta sẽ sử dụng nguồn năng lượng nhiệt rất ít để gia nhiệt khí, và chúng ta có thể dùng máy sấy nhỏ hơn cho công việc này, do đó mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn.

 

ĐIỀU KHIỂN CHÍNH XÁC THÔNG SỐ QUÁ TRÌNH SẤY

Việc tiết kiệm năng lượng sấy đòi hỏi nhiệt độ và luồng khí phải được điều khiển chính xác đảm bảo những yêu cầu kỹ thuật của nhà sản xuất hạt nhựa khi nguyên liệu hóa dẻo. Trong hệ thống EnergySmart™, màn hình kiểm soát quá trình sấy của Conair giúp cung cấp thông số điều khiển chính xác. Một que thăm nhiệt dài đặt trong phễu xuyên qua tới lớp nguyên liệu ở đáy thùng sấy và 06 cảm biến nhiệt để ghi thông số nhiệt tại mỗi vị trí. Dữ liệu được gởi qua bộ điều khiển EnergySmart™, tại đây thông số nhiệt độ bên trong phễu sấy được cập nhật liên tục và hiển thị trên màn hình điều khiển.

Xem thông số nhiệt từ màn hình quan sát để hiệu chỉnh và cân đối lưu lượng khí trong cả hai quy trình, với mục đích đạt mức năng lượng nhiệt vừa đủ cấp cho lớp nguyên liệu để duy trì thông số nhiệt ở điều kiện tốt nhất trong phễu sấy. Lưu lượng khí quá nhiều sẽ gây hao phí năng lượng, lưu lượng khí quá ít sẽ gây ra hiệu suất sấy kém. Bộ điều khiển của hệ thống sấy EnergySmart™ có khả năng cân đối lưu lượng khí và điểm tụ sương để đạt hiệu suất sấy tối ưu nhất.

Nếu tất cả thông số nhiệt đang ở mức bình thường, người vận hành biết rằng họ đang điều hành máy hiệu quả và nguyên liệu ở điều kiện thích hợp. Nếu nhiệt độ quá cao, hệ thống đang hao phí năng lượng. Trong trường hợp đó, lưu lượng khí vào phễu sấy có thể được giảm để tăng hiệu suất sấy. Tương tự nếu nhiệt độ sấy thấp, lưu lượng khí hay nhiệt độ có thể được tăng để khôi phục điều kiện sấy tối ưu nhất.

Hệ thống EnergySmart™ có những tính năng khác làm tăng hiệu quả sấy:

* Gia nhiệt bằng khí đốt (gas): Với ứng dụng sấy quy mô lớn, bộ gia nhiệt bằng khí đốt thường mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn gia nhiệt bằng điện. Hệ thống sấy mới của Conair có thể sử dụng gia nhiệt bằng khí đốt hoặc điện.* Thiết kế đường phân phối luồng khí duy nhất vào phễu sấy: Phễu sấy của hệ thống EnergySmart™ sử dụng thiết kế đường phân phối khí khéo léo và hiệu quả. Có hai đường dẫn khí vào phễu sấy và hệ thống “ống trong ống” được dùng để dẫn luồng khí nóng khép kín vào phần giữa của phễu và luồng khí tách ẩm vào khu vực phía dưới trong phễu sấy. Hai đường dẫn khí vào được đặt ở phía trên của phễu sấy để giảm thiểu ảnh hưởng của lượng khí chung.* Khả năng cách nhiệt: Ngăn chặn sự mất nhiệt không cần thiết, phễu sấy và tất cả ống dẫn khí nóng đều được cách nhiệt chắc chắn.* Công nghệ máy sấy Carousel Plus™: Máy sấy dùng trong quy trình sấy tách ẩm của hệ thống EnergySmart™ đều có khả năng mang lại hiệu suất cao nhất. Sự kết hợp bánh xe quay có xắp xếp hạt hút ẩm tối ưu làm tăng diện tích bề mặt hút ẩm nên kết cấu nhỏ gọn hơn và cần năng lượng gia nhiệt/ làm nguội cho hạt hút ẩm ít hơn các loại máy sấy khác.

Nhận biết sự thành công của khách hàng trong thị trường ngành nhựa toàn cầu đầy tính cạnh tranh ngày nay là tiêu chuẩn đánh giá chính xác năng lực của chúng tôi, Conair luôn tận tâm nghiên cứu và đưa ra nhiều giải pháp cho những quy trình sản xuất khác nhau để phục vụ khách hàng. Cuối cùng, chúng tôi cẩn thận lắng nghe để hiểu được những yêu cầu của khách hàng. Chúng tôi luôn cố gắng nắm bắt xu hướng phát triển và nhận biết những tác động cho việc kinh doanh của khách hàng. Sau đó, chúng tôi giúp khách hàng thay đổi những vấn đề trong kinh doanh với giải pháp cho sản phẩm và dịch vụ nhằm giảm chi phí cho khách hàng, tăng năng suất và hiệu quả kinh tế.

CHẤT CHỐNG OXY HÓA

Add comment (0)Details

Category: CHẤT CHỐNG OXY HÓA TV Published on Sunday, 01 April 2012 16:04 Written by Super User Hits: 4

 CHẤT CHỐNG OXY HÓA

 I.                   GIỚI THIỆU

 Trong thực tế, tất cả vật liệu polymer (thiên nhiên hay tổng hợp) đều có phản ứng

với oxy. Về mặt kỹ thuật, cần phải xác định các phản ứng oxy hóa xảy ra chỉ do quá trình

nhiệt ở nhiệt độ cao hay do ánh sáng (chủ yếu là tử ngoại). Trong phần này sẽ bàn về sự

oxy hóa do nhiệt của polymer.

 Sự oxy hóa có thể xảy ra ở mỗi giai đoạn trong chu kỳ làm việc của polymer, tức

là trong quá trình sản xuất, bảo quản vật liệu, hay quá trình gia công và sử dụng.

 Mỗi loại polymer có khả năng kháng oxy hóa khác nhau. Polymer có độ bất bão

hòa càng cao thì càng nhạy với phản ứng oxy hóa. Đối với một loại polymer, khả năng

kháng oxy hóa khác nhau do quá trình sản xuất khác nhau (bản chất và lượng xúc tác còn

lại) và hình thái học (kết tinh và sự định hướng).

 Những biểu hiện của sự oxy hóa còn được gọi là hiện tượng lão hóa. Những biểu

hiện này phụ thuộc vào loại polymer và ứng dụng của nó. Đó chính là những biểu hiện về

ngoại quan của polymer: sự thay đổi màu (ngả vàng), mất độ bóng hay độ trong, sự phun

sương và các vết nứt trên bề mặt. Mặt khác, có thể  xảy ra việc mất đồng thời các tính

chất cơ học: độ bền va đập, độ dãn dài, độ bền kéo ...Khi xảy ra hiện tượng lão hóa, các

tính chất của polymer bị biến đổi, điều này sẽ làm mất khả năng ứng dụng của nó.

 Về cơ bản, có nhiều phương pháp làm chậm quá trình oxy hóa nhiệt:

 -           Biến tính cấu trúc polymer, như đồng trùng hợp với nhóm vinyl có chất chống

oxy hóa.

 -           Khóa các nhóm cuối mạch, thường áp dụng đối với polyacetal.

 -           Ổn định vật lý bằng cách định hướng (kéo căng).

 -           Thêm các chất phụ gia ổn định: chất chống oxy hóa.

 Thêm chất chống oxy hóa là phương pháp thông dụng nhất. Chất chống oxy hóa là

chất làm chậm sự oxy hóa, do đó làm chậm quá trình lão hóa của polymer. Chúng làm

việc có hiệu quả ở hàm lượng khoảng 1%. Cần đưa chất chống oxy vào polymer càng

sớm càng tốt.

 Ngày nay, đi kèm với các ứng dụng rất đa dạng của nhựa thì tất yếu phải phát triển

các phụ gia thích hợp, đặc biệt là chất chống oxy hóa.

 II.                PHẢN ỨNG OXY HÓA CỦA POLYMER

 Phản ứng của các hợp chất hữu cơ với oxy được gọi là sự tự oxy hóa, vì các phản

ứng này xảy ra tự động khi vật liệu hữu cơ ở ngoài không khí. Sự tự oxy hóa có hai đặc

điểm: tự xúc tác và sự ức chế do phụ gia. Những phản ứng này thường là những phản ứng

gốc (hầu hết là các phản ứng chuỗi).

 Phản ứng chuỗi bao gồm: phản ứng khơi mào tạo gốc tự do, phản ứng truyền mạch

và phân nhánh mạch tạo các sản phẩm oxy hóa, và phản ứng ngắt mạch (loại bỏ các gốc

tự do khỏi hệ). Dưới đây là phản chuỗi tổng quát của sự oxy hóa nhiệt:

 -         Phản ứng khơi mào: được tạo thành do hoạt động của nhiệt hay do sự kết hợp của

nhiệt và ứng suất cơ (thường xảy ra trong điều kiện gia công).

 -         Phản ứng truyền mạch: Phản ứng (4) xảy ra rất nhanh nếu lượng oxy trong

polymer đủ. Nó truyền gốc alkyl P vào gốc peroxy PO2 rất nhanh. Phản ứng (5) sẽ xác

định tốc độ oxy hóa của polymer.

  -         Phản ứng phân nhánh: Sự phân hủy peroxide

  -         Phản ứng kết thúc mạch:  từ (10) – (13) là các phản ứng hai phân tử của hai gốc

tự do. Phản ứng (12) và (13) rất quan trọng trong việc giảm lượng oxy. Phản ứng (10a),

(12) và (13) làm tăng liên kết ngang, có nghĩa là tăng khối lượng phân tử và có thể tạo

gel.

 

III.             CƠ CHẾ CỦA CHẤT CHỐNG OXY HÓA

 Sự tự oxy hóa theo diễn giải ở trên cho thấy rõ các phản ứng phá hủy polymer.

Chúng là các phản ứng khơi mào và truyền mạch. Đối với các phản ứng này có thể sử

dụng các hợp chất hóa học gây cản trở, đó là các phụ gia ổn định.

 Các chất chống oxy hóa quan trọng nhất, chống oxy hóa bậc nhất (phá vỡ mạch)

gây cản trở giai đoạn truyền mạch (phản ứng 5). Các chất chống oxy hóa bậc 2 hay ngăn

chặn phá hủy các nhóm hydroperoxide gây ra sự khơi mào và phân nhánh mạch.

 1.       Sự ổn định của chất chống oxy hóa gây đứt mạch

 Sử dụng chất chống oxy hóa làm tác nhân cắt mạch, ngăn chặn phản ứng truyền

mạch bằng cách cho chất này phản ứng với gốc tự do (nguyên nhân gây truyền mạch):

gốc alkyl P và gốc peroxide PO2. Các gốc alkoxy PO và gốc hydroxy OH được tạo

thành trong phản ứng phân nhánh mạch tồn tại rất ngắn, chúng rất hoạt động và tạo các

gốc alkyl khi tách hydro khỏi polymer. Khi có lượng oxy đủ, thì các gốc alkyl nhanh

chóng chuyển thành gốc peroxy.

 Có 2 cơ chế phản ứng: cơ chế chất cho cắt mạch (CB-D)và cơ chế chất nhận cắt

mạch (CB-A).

 Trong cơ chế chất cho cắt mạch, gốc PO lấy một hydro từ chất ức chế AH theo

phản ứng AH, do đó AH được chuyển thành gốc A:

 

Cơ chế CB-D có đặc điểm là sự tương tác của gốc peroxy với chất ức chế phenolic

và loại amin thơm bậc 2. Các gốc đi từ chất ức chế AH có thể phản ứng với gốc peroxy

PO2 khác theo phản ứng:

 

 2.       Sự ổn định của chất chống oxy hóa có tính chất ngăn ngừa:

 Chất chống oxy hóa ngăn ngừa hay bậc 2 phá hủy hydroperoxide mà không tạo

gốc tự do trung gian. Do đó, chúng ngăn chặn phân nhánh mạch (do sự phân hủy của

hydroperoxide tạo thành gốc tự do). 

 

 Các acid chứa lưu huỳnh là các chất phân hủy hydroperoxide. Ngoài ra, SO2 và

SO3 là các sản phẩm cuối của sự oxy hóa, chúng là các chất phân hủy hydroperoxide đặc

biệt hiệu quả. Rõ ràng là sulfide và thioether không có tính chống oxy hóa nhưng các sản

phẩm oxy hóa của chúng mới có tác dụng chống oxy hóa. Vì vậy, thioether được cho là

các chất ổn định hoạt tính xúc tác. Ngoài ra, dithiocarbarmate và dithiophosphate cũng là

các chất phân hủy hydroperoxide xúc tác hiệu quả, nhưng rất ít dùng trong nhựa nhiệt

dẻo.

 3.       Sự hỗ trợ lẫn nhau giữa các chất chống oxy hóa:

 Bằng cách kết hợp chất chống oxy hóa bậc 1 và 2 sẽ thấy được sự hỗ trợ, tức là kết

hợp các tính chất tốt của các thành phần.

 Các phản ứng ổn định chủ yếu là việc đưa hydro vào gốc phenoxy. Có nghĩa là

không chỉ gốc peroxy thứ nhất phản ứng với phân tử chất chống oxy hóa là việc tách 1

hydro, mà gốc peroxy thứ 2 cũng tấn công vào nhóm hydroxy của chất chống oxy hóa

thay vì phản ứng với gốc phenoxy được tạo thành trong phản ứng với gốc peroxy thứ

nhất. Do đó, phản ứng kết thúc mạch kéo theo sự mất cân bằng của 2 gốc phenoxy được

gắn trên phân tử chất chống oxy hóa để tạo quinone methide và phenol gây cản trở không

gian.

 IV.             NHỮNG YÊU CẦU VỀ CHẤT CHỐNG OXY HÓA

 1.       Ổn định màu

 Chất chống oxy hóa không nên có màu và phải ít làm thay đổi màu polymer. Vì lý

do này, các amin thơm chỉ được dùng trong các trường hợp đặc biệt, thường được sử

dụng trong elastomer vì chúng có một lượng lớn than đen nên không quan tâm đến sự đổi

màu của phụ gia.

 Các phenol cản trở không gian ít làm thay đổi màu của polymer so với amin thơm.

Tuy nhiên, các chất chống oxy hóa phenol có thể làm thay đổi màu. Sự thay đổi màu là do

bản thân nó có màu vàng. Cấu trúc hóa học của các sản phẩm oxy hóa cho thấy mức độ về

cường độ thay đổi màu. Các sản phẩm này phụ thuộc vào cấu trúc của chất oxy hóa.

 Các sản phẩm oxy hóa của 2 chất chống oxy hóa điển hình trong thương mại, 2,6-

di-ter-butyl-4-methylphenol (AO-1) và n-octadecyl 3-(3’,5’-di-ter-butyl-4’-

hydroxyphenyl) propiate (AO-3).

 Phụ thuộc polymer và các điều kiện môi trường gây lão hóa, sự thay đổi màu phụ

thuộc vào vật liệu nhựa hay chất ổn định. Với các polymer ít bị đổi màu như: polyolefin

và polyacetal, sự chuyển màu vàng là do các phụ gia, sự tương tác của chúng hay các sản

phẩm oxy hóa. Còn đối với các polymer styren, polycarbonate và polyurethane sự thay

đổi màu là do các chất ổn định.

 Sự thay đổi màu của nhựa không chỉ do sự kết hợp nhiệt và oxy mà còn do bức xạ

(tia UV), kiềm hay các khí thải công nghiệp.

 2.       Sự ổn định nhiệt

 Rõ ràng là các chất ổn định không được phân hủy trong các quá trình xử lý nhiệt

khác nhau của polymer. Hầu hết các chất chống oxy hóa thương mại vẫn thỏa mãn yêu

cầu này khi ở nhiệt độ 300oC hay cao hơn nhưng có thể chỉ trong thời gian ngắn. Do một

phần chất chống oxy hóa được sử dụng để bảo vệ polymer.

 3.        Sự ổn định thủy phân

 Một vài chất chống oxy hóa, phụ thuộc vào cấu trúc hóa học, rất nhạy với phản

ứng thủy phân, như phospite và phosphonite. Ngoài việc làm mất hợp chất khơi mào,

phản ứng thủy phân chất chống oxy hóa tạo thành các chất mang tính acid gây ăn mòn

máy móc khi gia công và làm thay đổi màu polymer. Cần phải lưu ý khi sản xuất, đóng

gói, vận chuyển và bảo quản phosphite.

 Để tránh phản ứng thủy phân là dùng các phosphite vòng thơm có độ tính khiết

cao. Ngoài ra có thể bảo quản phosphite bằng cách thêm vào một lượng nhỏ baz như

triisopropanolamin, có thể blend phosphite với wax không thấm nước hay hợp chất kháng

nước khác.

 4.       Tính dễ bay hơi

 Một vài chất chống oxy hóa thì dễ bay hơi và tách khỏi nhựa ngay cả ở nhiệt độ

thấp. Điều này được minh họa trong bảng 4 đối với hydroxytoluen butylate (BHT, AO-1)

trong LDPE, LLDPE và màng HDPE. Thường tính dễ bay hơi của chất chống oxy hóa

được xác định bằng phương pháp nhiệt trọng lượng TG. Một mối quan hệ tỷ lệ nghịch

giữa tính dễ bay hơi, được xác định ở nhiệt độ thích hợp tới khi khối lượng bị mất 50%,

và khối lượng phân tử của các chất chống oxy hóa phải được xác định.

 Bảng: Lượng chất chống oxy hóa mất đi từ sản phẩm đổ khuôn LDPE, LLDPE và màng HDPE có độ dày 0.5 mm, bảo quản ở nhiệt độ phòng (RT) và trong không khí ở 40 và 60oC, lượng mất được xác định bằng phổ UV.

Phụ gia

Số ngày đến khi khối lượng còn 50%

LDPE LLDPE HDPE

RT    40OC    60OC   40OC           60OC RT    40OC    60OC

0.1% AO-1

0.1% AO-3

  16     0.25      0.08    0.25              0.08

                        400

 140       9        0.8

> 450             >450

 Mặc dù ảnh hưởng của tính dễ bay hơi của chất chống oxy hóa đôi khi được đánh

giá cao trong việc giải thích dữ liệu lão hóa, nhưng phải thấy rõ tầm quan trọng của nó

trong sự oxy hóa nhiệt. Ngoài  ra cũng phải quan tâm đến việc mất mát lượng chất chống

oxy hóa ở những giai đoạn cuối của quá trình sản xuất polymer.

 5.       Sự hòa tan polymer và tính tương hợp của các phụ gia, sự di hành và sự chiết

 Sự hòa tan các chất chống oxy hóa vào polymer là một vấn đề cần phải xem xét và

quan tâm trong thực tế, tuy nhiên vấn đề này ít được chú ý.

 Rất khó giải thích vì sao chất chống oxy hóa khó tan trong polyolefin. Thật ra,

polyolefin là hợp chất không phân cực, trong khi chất chống oxy hóa thì phân cực. Tuy

nhiên, các phụ gia được đưa vào polymer nóng chảy, khi đó độ hòa tan sẽ cao hơn và phụ

gia hòa tan vào polymer nóng chảy ở cấp phân tử. Sau khi làm nguội polymer, nếu lượng

phụ gia vượt quá giới hạn hòa tan thì nó sẽ thể hiện sự không tương hợp. Điều này phụ

thuộc vào nhiệt độ và tốc độ khuếch tán của phụ gia, tốc độ di hành của phụ gia nhanh

hay chậm tới bề mặt polymer, tức là quan sát hiện tượng phai màu bề mặt (blooming).

 Bảng: Sự phai màu và lượng chất chống oxy hóa mất đi từ sản phẩm đổ khuôn LDPE, LLDPE và màng HDPE có độ dày 0.5 mm, bảo quản ở nhiệt độ phòng (RT) và trong

không khí ở 60oC, thời gian để thấy được sự phai màu, lượng chất chống oxy hóa mất đi được xác định bằng phổ UV.

Phụ

gia

Số ngày thấy được sự phai màu Số ngày đến khi

khối lượng còn 50%

RT 60oC 60oC

0.05% AO 0.1% AO 0.05%

AO

0.1% AO 0.1% AO

AO-1

AO-3

AO-17

AO-4

AO-12

> 1650

> 1650

> 1650

970

> 1650

> 1650

> 1650

175

14

520

> 1650

> 1650

> 1650

>1650

> 1650

> 1650

> 1650

2

2

2

0.08

400

34

105

114

 Tốc độ khuếch tán của phụ gia giảm khi khối lượng chất chống oxy hóa có tính

chất polymer với khối lượng trên 3000. Ngoài ra cải thiện bằng đồng trùng hợp với các

monomer đặc biệt có thành phần ngăn chặn.

 6.       Sự hòa tan trong dung môi và khả năng tạo nhũ tương

 Chất chống oxy hóa khi đưa vào trong giai đoạn sản xuất polymer phải có hình

dạng vật lý thích hợp. Trong một vài trường hợp chất chống oxy hóa phải tan trong

monomer hay dung môi khi trùng hợp. Nếu chất oxy hóa ở dạng lỏng, sụ kết hợp các phụ

gia có thể đóng vai trò là dung môi. Trong quá trình trùng hợp nhũ tương ABS, thường

chất chống oxy hóa thêm vào ở dạng nhũ tương.

 7.       Sử dụng và độ an toàn

 Các tính độc hại là một trong nhưng thông số quan trọng nhất làm hạn chế sự lựa

chọn chất chống oxy hóa. Đối với các ứng dụng trọng thực phẩm, nhựa và các phụ gia

phải tuân theo các quy định của từng quốc gia, phải quan tâm sự di và tách của các phụ

gia vào thực phẩm.

 V.                KIỂM TRA

 Việc kiểm tra các hệ thống mẫu góp phần quan trọng vào sự hiểu biết về cơ chế sự

tự oxy hóa và tính chất ức chế. Tuy nhiên, không phải lúc nào cũng dự đoán đúng các tính

chất của chất chống oxy hóa, đó là do sự khác biệt quá lớn về độ nhớt và sự khuếch tán

giữa chất có tính chất polymer và mẫu có khối lượng phân tử thấp. Có nhiều phương pháp

để đánh giá sự ổn định oxy hóa nhiệt của nhựa.

 1.       Kiểm tra tính chất của chất chống oxy hóa

 Tính chất của chất chống oxy hóa trong gia công polymer nên được kiểm tra khi

polymer chảy. Mặc dù phương pháp DTA/DSC cũng đưa ra các tính chất liên quan,

nhưng tốt nhất là đánh giá bằng phương pháp đùn đa giai đoạn, thổi màng hay ép phun.

Các tính chất quan trọng nhất của polymer được quan sát là những thay đổi trong dòng

chảy (DIN 53735, ISO 1133-1981, ASTM D 1238-88) và sự thay đổi màu có thể xảy ra.

(chỉ số về màu vàng theo ASTM D 1925-70). Sự ổn định độ nhớt polymer cũng có thể

được kiểm soát thông qua phép đo ngẫu lực (là hàm theo thời gian và nhiệt độ). Thời

gian  lưu trong xy lanh kéo dài sẽ cho biết những thông tin có ích về sự ổn định ở trạng

thái chảy.

 2.       Kiểm tra sự ổn định oxy hóa nhiệt của nhựa

 -           Các kỹ thuật phân tích nhiệt, có ưu điểm cho kết quả trong thời gian ngắn.

 +          DTA (phân tích nhiệt vi sai)

 +          DSC (nhiệt lượng vi sai)

 +          TG (nhiệt trọng lượng)

 +          TMA (phân tích cơ nhiệt).

 -           Phương pháp lão hóa ở nhiệt độ cao (dưới nhiệt độ chảy của polymer) trong lò lưu

thông khí hay chỉ có khí oxy (DIN 53383 phần 1, ISO 4577-1983). Trong kỹ thuật này,

các tiêu chuẩn kiểm tra gồm: dữ liệu về phổ, đo sự thay đổi màu và các tính chất cơ học:

độ bền va đập, dộ dãn dài và độ bền kéo. Đối với PC và PA sự thay đổi về khối lượng

phân tử do lão hóa đo được bằng cách đo độ nhớt dung dịch (DIN 53727, ISO 307-1977,

ASTM D 2857-87). Riêng polyacetal ít sử dụng phương pháp TG để xác định khối lượng

mất.

 Kỹ thuật lão hóa trong lò giống như các điều kiện làm việc trong thực tế hơn các

phương pháp trước. Đây là phương pháp lựa chọn để đánh giá tính chất các chất chống

oxy hóa ở các điều kiện sử dụng hay bảo quản thực tế.

 VI.             CÁC CHẤT CHỐNG OXY HÓA 

 Thông thường, hiệu quả chống oxy hóa đạt được khi sử dụng với nồng độ < 1%

 1.       Dẫn xuất amine

 Hoạt tính của chúng rất cao và kháng được nhiều tác nhân lão hoá nhưng có bất lợi

là làm  đen sản phẩm nên chỉ sử dụng được trong các hỗn hợp có than đen. Lượng tiêu thụ

của chúng chiếm khoảng 80%, gồm hai họ:

 -           Paraphenylene diamine: rất hữu hiệu kháng các tác nhân lão hoá khác nhau

trong đó có ozone.

Công thức chung là:

  Trong đó khả năng chống ozone liên quan đến gốc R1 và R2: 

R1 R2

Hiệu quả chống oxy hóa

thông thường

Hiệu quả chống

ozone

Phenyl C6H5- 2-Octyl Rất tốt Tốt

Phenyl C6H5- Phenyl C6H5- Rất tốt Không

Ethyl Ethyl Tốt Rất tốt

 -           Các amine và dẫn xuất của chúng: kháng oxy hoá nhiệt nhưng không kháng

ozone, tiêu biểu là: phenyl--naphtyl-amine (phòng lão D), aldol--naphtylamine

(phòng lão A).

 2.       Dẫn xuất phenol

 Kém hoạt động hơn dẫn xuất amine và nhất là không kháng ozone nhưng ít làm

biến màu sản phẩm, thích hợp cho sản xuất màu sáng và các sản phẩm tiếp xúc với thực

phẩm. Ngoài ra, chúng được dùng phối hợp với các dẫn xuất amine vì chúng có tác dụng

kích thích, gồm:

 -           Monophenol: khả năng chống oxy hoá trung bình, tiêu biểu: 2-6-di-tert-butyl-4-

methyl phenol.(AO-1)

 

-           Bisphenol: khả năng hoạt động lớn hơn monophenol, ít bay hơi hơn, nhưng hơi

làm đen sản phẩm, tiêu biểu: 2,2’-methylene bis(4-methyl-6-di – tert-butyl phenol)

(AO-18)

 

-           Phosphite: một số phenol phosphite có tác dụng tốt trên cao su sống nên người ta

thường thêm vào cao su tổng hợp sau giai đoạn polymer  hoá, chất được dùng

nhiêu nhất là tri(nonylphenyl) phosphite(P-3)

 

 

 

POLYMER PHÂN HỦY SINH HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GIA CÔNG

Add comment (0)Details

Category: NHỰA VÀ PHỤ GIA TỰ HỦY Published on Wednesday, 21 March 2012 07:12 Written by Super User Hits: 69

Phụ gia chống ôxy hóa

Add comment (0)Details

Category: CHẤT CHỐNG OXY HÓA Published on Wednesday, 21 March 2012 01:04 Written by Super User Hits: 20

Why use this technology?Plastics and elastomers generally

age rapidly under the effects of heat, shear stress and mechanical loading in an oxygen environment. Antioxidants are used to combat this degradation. They extend the product's life and appearance, maintaining its strength, stiffness or flexibility, and protecting against:

Degradation during processing Discoloration Heat aging

Polymer producers, masterbatch producers, compounders and converters need antioxidants that protect the polymer during processing, are easy to use, are cost efficient and are compliant with regulatory / environmental requirements. 

OEMs too look for cost efficiency and regulatory, safetyand environmental compliance, while demanding high quality polymers that will look better, for longer.

This Antioxidant Technology Center explains how antioxidants help users along the polymer value chain to maintain the mechanical and optical properties of the polymer and how product form can influence production efficiency and productivity. Click on the images below to find out more:

Processing efficiency Protecting polymer architecture and preventing discoloration using antioxidants

Durability & protectionExtended product lifetime using antioxidants

Production efficiencySafer addition of additives and improved productivity using different product forms

Compliance in useGlobal regulatory, environmental & food contact compliance

  Where can it go?

Antioxidants are used to protect a broad range of plastics from mechanical and optical property degradation. They interrupt the degradation process in different ways, according to their structure.

The following pages contain examples of several applications where Chemtura antioxidants are widely used, the type of stabilization required and the benefits they bring for each application.

achieve processing efficiency, extended life andappearance:

PolyolefinsElastomers, tires and latexEngineering plasticsWire & cable

Polyols & PURs

Benefit from working with Chemtura antioxidants and UV stabilizer solutions

The points of difference

Chemtura is known as a leading global supplier of UV stabilizers, antioxidants, intermediates & inhibitors, and polymer modifier solutions, but this leading position is only achieved by listening to our customers and providing solutions that help

them remain competitive. An outline of how customers along the polymer value chain benefit from working with Chemtura's Antioxidants and UV Stabilizer Solutions business is given below:

The opportunity to select from the largest range of antioxidant and UV stabilizer products True innovation and partnership in development Local service, worldwide, including strategic investments in emerging markets Technical expertise and application knowledge that adds value Regulatory compliance and corporate responsibility A commitment to future growth

Widest range

Chemtura is the only manufacturer to market all major families of polymer stabilizer, we offer thewidest range of performance-based polymer additives in the industry, in powder, liquid or our patented Non Dust Blend (ANOX® NDB®) product forms.

Innovation is key

Our goal is to be the most innovative supplier of stabilizer solutions worldwide. Our unique ANOX® NDB® dust-free, stabilizer solutions have been at the forefront of product form technology for many years, but our continued investment in innovation is paramount with an exciting pipeline of new technology including the Weston® LPP, Liquid ProductivityPlatform and developments in phenolic and phosphite stabilizers, blends and emulsion solutions. We have more than 4,000 active patents and will continue to strongly invest in innovation to maintain our position at the forefront of additive technology and offer the possibility to:

Lower our customers' stabilization costs, Improve the cost / performance of our products, and Offer replacements for products under regulatory or green threat.

Investing in local service, worldwide

Chemtura's UV stabilizer and antioxidant solutions are manufactured in multiple locations, with highly trained sales and distribution teams, technical and laboratory facilities, around the world. This organization brings us close to our customers in all regions, allowing us to offer better service and shorter lead times.

Like our customers, we have invested significantly in the new, emerging markets, building a structure in those regions to guarantee service levels. Customer service and shipping points have been consolidated, and a new technical application centre in China is the latest example to add to our existing locations in the Middle East, South Korea, USA, Brazil, Europe and Taiwan.

Technical expertise and application knowledge that adds value

More than 80 years experience in additives and their applications has generated the level of technical expertise and understanding at Chemtura that allows us to develop better, more efficient, more sustainable and more cost-effective

solutions to meet the needs of our customers and to bring added value to their applications.

Regulatory compliance and corporate responsibility

Chemtura is committed to the concept of sustainable development - to minimize the imprint that our operations and businesses leave on our collective health and safety and on the environment. Investment in regulatory compliance and advocacy, including REACH*, is a priority. We commit resources to support this, maintaining a strong regulatory team and actively participating in industry advocacy groups. In short, we care about the future... for all of us.

A commitment to future growth

Chemtura is committed to growing its Antioxidant and UV Stabilizer Solutions business. We continue the expansion of our manufacturing plants, most recently investing in two further Non Dust Blends (ANOX® NDB® stabilizers) expansions in the Middle East, main antioxidants expansions in the Middle East and South Korea, WESTON® 705 phosphite antioxidant investments in multiple sites to expand our global supply capability and increased intermediate capacity in France and the United States.

Our vision

To be the world's most innovative supplier of solutions to the polymer industry

To be our customers' first choice as a committed supplier To offer the best cost-performance solutions through real

innovation To invest in line with our customers' growth strategies To offer the best service locally through integrated plants and

supply chains

Processing efficiency with antioxidants

Protecting polymer architecture and preventing discoloration using antioxidants

Polymers are exposed to tough conditions during processing including heat, shear stress and mechanical loading during processing. This causes chemical reactions or degradation in the polymer, that results in a change to the chemical composition and the molecular weight. In addition to the degradation of the mechanical properties, the physical appearance of the polymer is also affected, causing changes in color and loss of gloss.

Processing stabilizers are added to the polymer formulation during processing to protect the polymer architecture and to prevent discoloration.

The benefits of using antioxidants:

Polymer producers, masterbatch producers and compounders Converters OEM's

1. Polymer producers, masterbatch producers and compounders find the most cost efficient solution to protecting the polymer is by incorporation of processing stabilizers such as phenolic, aryl amine, phosphite and metal deactivator antioxidants that guard the polymer architecture and prevent discoloration. Chemtura will recommend the best combinations of antioxidants to meet specific customer requirements.

2. Converters benefit significantly from the lower conversion costs offered by antioxidants. The list of these benefits includes:

Reduced die plate out Less gel formation Faster line speeds e.g. tape or

BOPP lines

No gas fading during warehouse storage

Lower mold deposits No fiber breakage

Faster cycle times

3. OEM's benefit from the improved quality and appearance of their end product, allowing them to maintain their brand integrity and offer articles with lifetime guarantees.

Why are Chemtura's antioxidants unique?

The range of antioxidant processing stabilizers is extensive, and the choice depends on factors including

Polymer type Processing conditions End use application Environmental requirements

Highly effective radical scavenger antioxidants have been developed by Chemtura for specific polymer types and end-use applications, for example LOWINOX® 1790 processing stabilizer forimproved gas fading resistance in polyurethane fiber applications and LOWINOX® AH25 offering the polymer better scorch resistance in peroxide cross-linked wire and cable applications.

Traditionally in powder form, phosphite antioxidants are not always easy to handle. The new, liquid productivity platform from Chemtura has recently introduced an innovative, liquid processing stabilizer for LLDPE film, WESTON® 705 phosphite, that is also nonylphenol-free.

 

LOWINOX® or NAUGARD® METAL DEACTIVATOR addition is required when the polymer is in contact with metal ions like copper, which catalyze the

decomposition of hydroperoxides into hydroxy and alkoxy radicals. Metal deactivators are commonly used in wire and cable insulation or pipe connections.

GENOX® EP stabilizer for polypropylene, styrenics and other polyolefins belongs to Chemtura's 'greener is better' initiative, where new products will always being greener than what came before.GENOX® EP stabilizer offers better gas fading resistance whilst being nonylphenol-free. It is based on renewable natural-based raw materials and holds FDA approvals for use in food contact applications. GENOX® EP stabilizer is just one example of the innovative products from Chemtura's Natural Renewable Platform - a pipeline of products that extends Chemtura's portfolio of greener solutions to meet customer requirements.

 

The initial color and appeal of polyolefin products is maintained using ANOX® IC-14 and ANOX® 330 high hindered phenolic antioxidants. ANOX® IC-14 antioxidant shows outstanding protection against high temperature degradation during processing and is a non-volatile and non-discoloring antioxidant that protects against gas fading during storage and transportation. ANOX® 330 antioxidants have been shown to decrease water carry over in water-quenched polypropylene film lines and is not absorbed by fillers typically used in polyolefins.

Durability & protection with Antioxidants and Thermal Stabilizers

Extended product lifetime using antioxidants

Throughout its lifetime a polymer is exposed to environmental conditions that affect its mechanical properties and optical characteristics. Long-term thermal stabilizers are added to the polymer formulation to prevent this degradation, thereby protecting against loss of strength, stiffness, flexibility and surface integrity such as cracking and chalking. Unlike processing stabilizers, long-term thermal stabilizers must function effectively throughout the life of a product and at temperatures far below the polymer melting point.

The benefits of long-term thermal stabilizers

Polymer producers, masterbatch producers, compounders and converters are able to meet end user specifications and to guarantee the life time of the customer's article.

OEM's benefit from the extended lifetime of their products and the brand integrity protection that this offers.

Why Chemtura antioxidants are unique?

The selection of long-term thermal stabilizers includes phenolic and / or aminic antioxidants, thioesters, metal deactivators and antiozonants. These antioxidants have the ability to stop the

auto-oxidation degradation cycle via radical scavengers or hydroperoxide decomposers, and to prevent discoloration during storage i.e. discoloration in the dark, or gas fading.

Chemtura will recommend the most suitable long-term thermal stabilizer based on:

The polymer to be stabilized The end use application Environmental conditions

Chemtura's stabilization expertise allows us to offer unique long-term thermal stabilizer solutionssuch as an antioxidant for potable water applications, NAUGARD® HM-11 stabilizer, that is recommended for its long-term thermal stability properties.

 

For high temperature polyolefin and engineering thermoplastic applications, where long-term thermal stability (LTTS) is essential, a secondary antioxidant such as NAUGARD® 412S thioester antioxidant is recommended. When NAUGARD®412S thioester is used in conjunction with a primary hindered phenolic antioxidant, the combination provides thermal stability that cannot be obtained with conventional thioesters.

A wide variety of applications including polyolefins, styrenics, polyols, hot melt adhesives, lubricants and polyamides require a highly effective, high molecular weight, aromatic amine type antioxidant such as NAUGARD® 445 or FLEXAMINE® antioxidant. NAUGARD® 445 antioxidant does not discolor the polymer and offers improved long-term thermal stability without corrosion, it also displays strong synergy with other types of antioxidants, such as phenolics and phosphites.

A unique antioxidant which incorporates a metal de-activation function in the same product, is NAUGARD® XL-1 antioxidant. This product is recommended for applications where there is interference from metallic ions such as from residual polymer catalyst, inorganic pigments or mineral-filled polymers. NAUGARD® XL-1 antioxidant can be used in a wide variety of polyolefin and styrenic resins.

To protect the surface of unsaturated rubber goods against ozone degradation (ozonolysis), DURAZONE® 37, FLEXZONE® and NOVAZONE® antiozonants and paraphenylenediamine derivatives are added, in combination with waxes.

LOWILITE® hindered amine stabilizers (HAS, originally referred to as Hindered Amine Light Stabilizers, HALS) are extremely efficient stabilizers against light-induced degradation of most polymers. Because they also act as radical scavengers, they are used for long-term heat aging at temperatures not exceeding 120°C.

Production efficiency with Antioxidant Dispersions and Emulsions

Safer addition of additives and improved productivity using different product forms

Most polymer additives are supplied in a powder form, that is not easy for the polymer producer to handle or to disperse efficiently into the polymer formulation. A dusty work environment, material waste, risk of dust explosion and feeding

problems are all associated with powders, but some chemicals prove even more difficult for reasons such as their chemical structure, melt temperature, solubility or toxicity for example.

A safe and efficient range of dust-free solutions has been developed by Chemtura that resolves such problems and improves productivity.

1. ANOX® NDB®, non dust blend stabilizers2. WESTON® LPP (Liquid Productivity Platform) antioxidants3. Specialty antioxidant dispersions and emulsions

Polymer producers, masterbatch producers and compounders, using Chemtura's dust-free solutions, benefit from:

Increased productivity Lower costs Safer addition of additives Easier incorporation and dispersion of difficult to handle additives Improved working environments / hygiene

And the polymer converter or OEM sees:

Improved product quality and consistency Higher value end products at lower cost

1. ANOX® NDB®, non dust blend stabilizers

ANOX® NDB® stabilizer blends are compact, and often customized, antioxidant or UV stabilizer blends, created by a patented extrusion process, unique to Chemtura. Each is developed using Chemtura's technical expertise and broad product portfolio. ANOX® NDB® stabilizer technology is the ideal solution to creating cost-effective, complex, multi-component blends and allowing tailored additive solutions to meet end user needs.

The benefits in more detail:

o Increased productivity Faster grade changes Reduction in feeding problems and accurate dosing Easy handling of compacted pellets due to high abrasion resistance in

feeders Consistent polymer properties and reduced off-grade More efficient additive use (alloy effect & combined additive synergies) &

reduced processing timeo Lower costs

Reduced risk of sticking in feeders or lumping in storage Simplified logistics, less equipment and lower maintenance costs

 

Safer addition of difficult to handle additives o Reduced risk of additive cross-contaminationo Dust-free / encapsulation of difficult to handle additives (for example nickel

quenchers) Improved working environment / hygiene

o Reduced risk of dust explosiono Reduced risk of worker exposure to dust or the need for personal protective

equipment (respirators or protective suits)o Cleaner working zones

2. WESTON® LPP (Liquid Productivity Platform) antioxidants

WESTON® LPP (Liquid Productivity Platform) antioxidants are designed to replace conventional powder (solid) antioxidants, opening a new chapter in innovative stabilization solutions. Liquid productivity technology allows Chemtura to create customized blends that meet customer requirements for cost-effective performance and enhanced Responsible Care®.

3. Specialty antioxidant dispersions and emulsions

Specialty Antioxidant Dispersions and Emulsions make the incorporation of antioxidants into the polymer formulation easier and more cost effective, and at the same time improve the performance of the polymer they are added to. Chemtura's technical expertise in liquid additive solutions, combined with an extremely broad portfolio of specialty antioxidants, enables them to develop the best cost-performance dispersion or emulsion to meet customer's exact requirements. Most recently, a new 'self-emulsifying' liquid form ('SE') has been developed for liquid products and synergistic liquid blends .

Chemtura has two centers of expertise for the preparation and technical support of dispersions and emulsions: Waldkraiburg, Germany and Nanjing, China.

The benefits of liquid antioxidants compared to powder antioxidants in more detail:

Increased productivity o A liquid physical form that is easy to handleo Improved dosage accuracyo Simpler addition of multiple additiveso Faster changeover between polymer grades

Additional productivity benefits of specialty dispersions and emulsionso Finely dispersed additives guarantee efficiencyo Customized particle size and concentrationo Synergistic blends and solutions giving tailored performance for different

applicationso Long-term stability

Lower costs

o Liquids...o are generally less expensive than powder (solid) antioxidantso do not accumulate in the hopper or the extrusion unito allow for longer storage life compared to powderso are less expensive to store

Additional cost benefits of specialty dispersions and emulsionso No need for additional emulsifiers

Safer addition of difficult to handle additives o Liquids operate in an enclosed system, unlike powders,

Improved working environment / hygiene o Liquids offer an improved Health & Safety Environment (HSE): No dust, no

Volatile Organic Compounds (VOCs), no explosion risk

Compliance in use with Chemtura Antioxidants

Global regulatory, environmental & food contact compliance

From polymer producers to OEM's, regulatory compliance and environmental consideration is a key requirement along the entire polymer value chain.

This makes the choice of antioxidant producer as important as the product itself. Chemtura antioxidants ensure:

Compliance in use Better work environments for polymer producers, masterbatch producers or

compounders Safer use in the environment for converters and OEM's

Chemtura holds exacting regulatory and safety standards, and offers peace of mind with:

A dedicated corporate regulatory group which can support customers on global compliance and regulatory matters

REACH* and other chemical directory registrations to ensure global regulatory compliance

Regional food contact approval guidance to identify the appropriate additive for indirect food contact

MSDS product safety information to enhance consumer safety and safeguard the environment

Chemtura is the antioxidant supplier able to meet the global regulatory compliance needs of the entire polymer value chain.

     

Why use antioxidants?

Plastic has become an essential material in virtually every aspect of modern day life replacing other materials such as glass, metal, paper and wood. There are many advantages in using plastic though it generally ages rapidly under the effects of light, oxygen and heat, leading to:

Loss of strength, stiffness or flexibility Discoloration and loss of gloss

Chemtura's antioxidants and light stabilizers can all help to combat these effects.

This Antioxidants Center is designed to help you learn more about the degradation of plastic due to oxygen and heat- and how to combat it by using Chemtura's broad range of antioxidants:

ANOX®, LOWINOX®, WESTON® and NAUGARD® phenolic antioxidants NAUGARD®, OCTAMINE® and FLEXAMINE® aminic antioxidants DURAZONE®, FLEXZONE® and NOVAZONE® antiozonants LOWINOX® and NAUGARD® metal deactivators ALKANOX®, WESTON® and ULTRANOX® phosphite antioxidants NAUGARD® thioester antioxidants GENOX® amine oxide antioxidants

How does it work?

Most commercial plastics are manufactured by processes involving chain polymerization, polyaddition, or polycondensation reactions, generally controlled to produce individual polymer molecules with defined composition and molecular weight. When polymers are exposed to further shear stress, heat, light, air, water, radiation or mechanical loading, chemical reactions (degradation) start in the polymer resulting in a change in the chemical composition and the molecular weight of the polymer. These reactions lead to modification of the polymer's physical and optical properties.

Thermo-autoxidation of many polymers is often modeled with a scheme described in figure 1.

Figure 1: Polymer Autoxidation Cycle

 

The important aspect of this scheme is that once thermo-oxidation starts, a chain reaction occurs, which accelerates degradation unless Chemtura antioxidants are used to interrupt the oxidation cycle.

Exposure to sunlight and some artificial lights can also have adverse effects on the useful life of plastic products. A process called photodegradation takes place when UV radiation breaks down the chemical bonds in a polymer, ultimately causing cracking, chalking, color changes and the loss of physical properties. Chemtura's LOWILITE® UV absorbers and hindered amine light stabilizers (HALS) are used to avoid this issue.

Chemtura antioxidants as processing stabilizers

Processing stabilizers are antioxidants that are incorporated into the polymer toprevent degradation during processing (or polymerization). Radical scavengers (or hydrogen donors) react with peroxy radicals to form hydroperoxides, and prevent the abstraction of hydrogen from the polymer backbone. ANOX® and LOWINOX®PHENOLIC (hindered phenol) antioxidants and NAUGARD®, OCTAMINE® and FLEXAMINE® ARYLAMINE antioxidants are the most widely used stabilizers of this type.

Figure 1 shows how phenolic antioxidants act mostly on peroxy or alkoxy radicals whilst arylamines also act on carbon centered radicals. Arylamine antioxidants are the most efficient radical scavengers but cause discoloring, consequently they are only used in rubber or black filled thermoplastics.

Figure 1: Synergistic Combinations of Chemtura Antioxidants

Hydroperoxide decomposers such as ALKANOX®, WESTON® and ULTRANOX® PHOSPHITE antioxidants prevent the split of hydroperoxides into extremely reactive alkoxy and hydroxy radicals. They also reduce colored bodies (quinones) formed by a reaction of phenolic antioxidants with the polymer phosphites. Phosphite antioxidants are also commonly used as co stabilizers to prevent PVC degradation.

LOWINOX® or NAUGARD® METAL DEACTIVATOR addition is required when the polymer is in contact with metal ions like copper, which catalyze the decomposition of hydroperoxides into hydroxy and alkoxy radicals. Metal deactivators are commonly used in wire and cable insulation or pipe connections.

GENOX® AMINE OXIDES are antioxidants capable of trapping radicals and decomposing hydroperoxides. They immediately inhibit the autoxidation cycle by scavenging on carbon centered radicals, offering a single system that is effective during the whole cycle. This is a particularly important feature when trying to avoid gas fading discoloration caused by the presence of phenolic antioxidants.

Chemtura antioxidants as long-term thermal stabilizers

Unlike processing stabilizers, long-term thermal stabilizers must function effectively throughout the life of a product and at temperatures far below the polymer melting point. Whilst PHENOLIC antioxidants can be used to a small extent, NAUGARD®THIOESTER antioxidants are far more efficient at normal use temperatures. Unfortunately, they may emit odor (mercaptan) in the presence of acids, thereby limiting their use to technical applications.

To protect the surface of unsaturated rubber goods against ozone degradation (ozonolysis), DURAZONE®, FLEXZONE® and NOVAZONE® ANTIOZONANTS, like paraphenylenediamine derivatives or waxes, are also added.

LOWILITE® HINDERED AMINE STABILIZERS (HAS), originally referred to as Hindered Amine Light Stabilizers (HALS), are extremely efficient stabilizers against light-induced degradation of most polymers. Because they also act as

radical scavengers, they are used for long-term heat aging at temperatures not exceeding 120°C.

The exact mechanism of HAS stabilizers against thermooxidation appears to be complex and is not fully understood. However, the regenerative nature of the thermooxidation process, together with the typically high molecular weight of the stabilizers, means that hindered amine stabilizers can provide extreme long-term thermal and light stability.

Latest innovations

WESTON® 705 antioxidant innovation platform,The cost-effective liquid alternative to WESTON® TNPP antioxidant

WESTON® TNPP Tris-Nonylphenyl Phosphite antioxidant is a very effective stabilizer for polyethylene. Public concern over the reported environmental effects of nonylphenol, however, has led users to seek alternatives, despite the fact that no credible evidence of human risk from normal use of WESTON® TNPP antioxidant in polymer stabilization has been reported.

WESTON® TNPP is one of a group of organophosphites used broadly in the stabilization of polyolefins as non-discoloring antioxidants during melt processing, fabrication, and long-term applications. These are commonly used together with sterically hindered phenols, in various molar ratios, acting synergistically to offer excellent stabilization to polyethylene and polypropylene. The hindered phenols scavenge the peroxy radicals formed during the oxidative degradation of the polymer, and organophosphites reduce the resulting hydroperoxides to alcohols.

Alternatives to WESTON® TNPP phosphite may include commercially available phosphites such as Tris (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite, known as ALKANOX® 240 antioxidant, but the penality is inferior performance. ALKANOX® 240 phosphite is solid and has limited solubility in the polymer matrix resulting in blooming or migration of the insoluble additive. This alters surface properties, displaying:

Poor aesthetics due to visible powder deposits Reduced gloss Reduced printability Change adhesion properties

Figure 1: WESTON® 705 phosphite provides similar ease of handling like WESTON® 399 phosphite

 

Chemtura has developed WESTON®705 phosphite a novel and exciting, new liquid phosphite antioxidant platform to meet the demand for cost-effective, liquid alternatives to WESTON® TNPP and ALKANOX® 240 type antioxidants.WESTON® 705 phosphite looks, handles and functions like WESTON® TNPP phosphite whilst beingnonylphenol-free and high in phosphorous.

Figure 2: WESTON® TNPP and WESTON® 705 phosphites are uncolored liquids

Main applicationsProtecting and extending the life of plastics

Antioxidants are used to inhibit or retard degradation of polymers caused either by the thermo-mechanical (processing of polymer melt) or thermo-oxidative (long-term thermal stability during end use) conditions.

Primary antioxidants such as phenolic, amine oxide and aryl amine stabilizers and processing stabilizers such as phosphite antioxidants are incorporated into the polymer to prevent degradation during processing.

Long-term thermal stabilizers such as phenolic, aryl amine, thioester, antiozonant and metal deactivator antioxidants and hindered amine thermal stabilizers (HATS), which are well known light stabilizers, differ from processing stabilizers in that they must function effectively at temperatures well below the melting point of the polymer.

The following pages contain examples of several applications where Chemtura antioxidants are widely used:

Film, fibers and pipes made of polyolefinsElastomers, tires and latexEngineering plastics & compounding for injection molding and extrusionWire & cable

Polyols & PURs for rigid and flexible foams, adhesives, sealants and coatings

 

Ebook 5: Characterisation of Polymers, Volume 1 by T R Crompton (Repost)

Add comment (0)Details

Category: Ebook polymer Published on Sunday, 01 April 2012 09:33 Written by Super User Hits: 3

Characterisation of Polymers, Volume 1 by T R Crompton (Repost)

 

 

Characterisation of Polymers, Volume 1 by T R Crompton (Repost)Publisher: Smithers Rapra Technology (June 18, 2008) | ISBN: 1847351239 | Pages: 492 | PDF |

2.71 MB

This book is intended to be a complete compendium of the types of methodology that have evolved for the determination of the chemical composition of polymers. Volume 1 covers the methodology used for the determination of metals, non-metals and organic functional groups in polymers, and for the determination of the ratio in which different monomer units occur in copolymers. The techniques available for composition determination of homopolymers and copolymers and other recent modern techniques such as X-ray photoelectron spectroscopy, atomic force microscopy, microthermal analysis and scanning electron microscopy and energy dispersive analysis using X-rays are also included. The structure and microstructure of polymers, copolymers and rubbers are dealt with in Volume 2. More detailed aspects, such as sequencing of monomer units in copolymers, end-group analysis, tacticity and stereochemical determinations, are also dealt with in this subsequent volume. This book gives an up-to-date and thorough exposition of the state-of-the-art theories and availability of instrumentation needed to effect chemical and physical analysis of polymers. This is supported by approximately 1200 references.

Linkdownload: http://filepost.com/files/971c4mf8/More Articles...

1. Ebook 4: Characterisation of Polymers, Volume 2 by T. R. Crompton

2. Ebook 3: Semiconducting Polymers: Chemistry, Physics and Engineering by Georges Hadziioannou

3. Ebook 2: Natural-Based Polymers for Biomedical Applications 4. Ebook: Fluorescence of Supermolecules, Polymers, and Nanosystems (repost)

Page 14 of 18

Start Prev 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Next End

Joomla templates by a4joomla