În ciuda selecției stricte a polimerilor și a aditivilor, precum și a procesării atente, compușii din materiale plastice sau din cauciuc pot să nu fie suficient de albi.
Pentru a îmbunătăți gradul de alb și aspectul atractiv, puteți utiliza materiale de umplutură albe și opacizare (printre care cel mai frecvent utilizat este dioxid de titan), și înălbitori care absorb radiațiile ultraviolete și să reflecte-l sub formă de lumină vizibilă, ceea ce face compusul luminos și dând el are o nuanță ușor diferită, adesea albăstrui. În plus, este posibil să se optimizeze raportul de luciu și ceață pentru a spori efectul senzorial. Desigur, albitatea plăcută obținută trebuie menținută pe tot parcursul ciclului de viață datorită sistemului de protecție adecvat. Impactul fenomenelor atmosferice este probabil cel mai important factor care cauzează îmbătrânirea, dar cald, lumina de neon și contaminare, cum ar fi metalele de tranziție, răspândirea germenilor și a altor parametri ar trebui, de asemenea, luate în considerare.
De ce să folosesc materiale de umplutură albe?
Materialele de umplere anorganice albe selectate cu atenție pot schimba semnificativ comportamentul optic al polimerilor datorită capacității lor de a ascunde datorită dispersiei luminii.
Indicele de refracție al umpluturilor convenționale anorganice este în domeniul de la 1,65 până la 2,76, așa cum se poate vedea din tabelul 1, în timp ce indicele de refracție al termoplastelor variază de la 1,35 la 1,77. În funcție de polimerii și materialele de umplutură utilizate, Tabelul 2 prezintă diferențele în indicele de refracție al fiecăruia dintre polimeri și dioxid de titan sau caolin. Diferențele pot varia de la o valoare negativă la 1,4, ceea ce duce la o varietate de valori ale performanței.
Tabelul 1: Indicii de refracție ai unor umpluturi anorganice albe
Cu cât este mai mare diferența dintre indicii de refracție ai umpluturii albe și matricea polimerică, cu atât este mai mare valoarea difuziei luminii și cu atât este mai mare capacitatea de acoperire a materialelor de umplutură. Graficul de mai jos prezintă opacitatea unor umpluturi, în funcție de diferența dintre indicele de refracție al polimerului și umpluturii utilizate.
Figura 1: Capacitatea de acoperire, în funcție de diferența dintre coeficienții de refracție.
Printre diversele vopsele posibile, sulfura de zinc, litopon, oxid de zinc etc. sunt cele mai atractive pentru a crea un echilibru unic al proprietăților optice, tehnice și de mediu.
Dioxid de titan: un colorant de culoare albă de primă clasă îmbunătățit, cu efecte secundare favorabile
specii individuale de dioxid de titan (TiO2) datorită eficacității lor este utilizat pe scară largă pentru dispersarea razelor de lumină a spectrului vizibil, obținerea albeață, luminozitatea și materialele plastice de înaltă opacitate și cauciuc. În plus, dioxidul de titan absoarbe energia radiației ultraviolete, care poate aduce o îmbunătățire semnificativă a rezistenței la efectele atmosferice și a durabilității produselor din polimeri.
Pentru a atinge aceste obiective, sunt concepute grade speciale de dioxid de titan fotostabil, care au scheme structurale mai mult sau mai puțin complexe. În figura de mai jos "structura TiO2 a vopselei" în formă schematică arată forma îmbunătățită cu:
- Miezul dioxidului de titan, care poate fi diferit în formă cristalină, anatază sau rutil și particule de dimensiune submicronică. Anataza este mai des folosit în compușii de cauciuc, dar rutilul în compușii din plastic. Acestea au indicatori de refracție diferiți: 2,55 și respectiv 2,76.
- Un strat de siliciu pentru a preveni posibila acțiune fotocatalitică a dioxidului de titan când este folosit în exterior.
- Un strat de aluminiu pentru a preveni flocularea în plastisoli sau coloranți lichizi, îmbunătățește fluiditatea și facilitează uscarea.
- Tratarea suprafetei cu materie organica pentru a face colorantul reactiv, hidrofob, hidrofil sau amfifilic (iubind atat apa cat si uleiurile). Se pot folosi aici stearat sau silan.
Dioxidul de titan este comercializat, de asemenea, sub formă de amestecuri principale, care dau o bună dispersie în materialele plastice fără a afecta negativ proprietățile reologice ale polimerului. Acest lucru este foarte important, deoarece, în absența unei dispersii adecvate, dioxidul de titan își pierde proprietățile optice și mecanice. Există un număr mare de opțiuni, în funcție de procentul de dioxid de titan, de ton (albastru, violet etc.), precum și de tehnologia finală de aplicare și prelucrare.
Schema de "dioxid de titan" de mai jos rezumă principalele caracteristici de performanță, proprietățile și aplicațiile pulberilor și masterbatches.
Figura 3: Caracteristicile, proprietățile și aplicațiile dioxidului de titan.
Printre parametrii care afectează proprietățile optice ale dioxidului de titan, în special asupra capacității de împrăștiere, dimensiunea particulelor are o importanță deosebită. Pentru clasele submicronice puterea de împrăștiere este optim atunci când dimensiunea medie a particulelor, așa cum se poate vedea din următorul grafic privind proprietățile termoplastice cu marca rutil „capacitate în funcție de dimensiunea particulelor difuzând“. Umbra este, de asemenea, o funcție a mărimii particulelor de TiO2.
Figura 4: Capacitatea disipativă față de dimensiunea particulelor.
De ce se utilizează substanțe pentru iluminarea fluorescentă sau pentru luminatoarele optice
Substanțe pentru strălucire fluorescente, numite și înălbitori optici, se datorează mecanismului de fluorescență care absoarbe razele de lumină ale regiunii ultraviolete și emite o parte albastră din razele vizibile ale spectrului pentru mai luminozitate și aspect mai proaspăt. Diagrama de mai jos „brightening mecanism fluorescent“ ilustrează acest principiu prin compararea spectrelor material ușor cu agenți fluorescenți de strălucire (FWA) și o substanță de control fără FWA. Razele ultraviolete invizibile (în partea stângă a fiecărui spectru) sunt absorbite și emise ca lumina albastră, în cazul în care materialul conține FWA.
Figura 5: Mecanism de iluminare fluorescentă.
Îmbogățirea părții albastre a spectrului modifică proprietățile optice și crește atractivitatea aspectului. Schema de strălucire optică de mai jos prezintă, în termeni generali, principalele caracteristici de performanță, proprietățile și aplicațiile clarificatoarelor, în formă pură sau în masterbatches.
Figura 6: Blendere optice.
Blendentele optice sunt molecule organice complexe, adesea bazate pe bis-benzoxazol sau bifenil, de exemplu:
2,2 '- (2,5-tiofenil) bis (5-terț-butilbenzoxazol),
4,4'-bis (2-metoxistiril) -1,1'-bifenil,
4,4'-bis (benzoxazol-2-il) stilben.
Aparatele de strălucire optică sunt utilizate sub formă de pulberi, masterbatches sau emulsii. Ele pot fi de asemenea comercializate în complexe sinergetice, cum ar fi: IRGANOX B 900, IRGANOX HP 2921, IRGAFOS XP 60, etc.
De ce să folosesc stabilizatori de lumină?
Materialele plastice au devenit materiale importante folosite în aproape toate domeniile vieții moderne. Progresele recente în domeniul de fabricație și de prelucrare a maselor plastice au permis să creeze un număr și mai mare de aplicații în care materialele plastice au înlocuit alte materiale cum ar fi sticla, metal, hârtie și lemn. La fel ca majoritatea celorlalte materiale organice, termoplaste și cauciucuri de obicei supuse rapid la îmbătrânire sub influența luminii, ceea ce duce la pierderea proprietăților optice, îngălbenire, pierderea culorii, luminozitate și așa mai departe. D. Alături de antioxidanți și stabilizatori termici, stabilizatori UV și stabilizatori de lumină sunt proiectate special pentru pentru a compensa degradarea sub influența luminii și reducerea rezultată a calității materialului. Acestea aparțin, de obicei, două familii:
- stabilizatori din amine obstrucționate steric sau stabilizatori de lumină de la amine sau HALS împiedicate steric, care interferează cu oxidarea care apare sub acțiunea razelor luminoase și ultraviolete;
- absorbanți ultravioleți, cum ar fi anumite umpluturi sau produse organice care blochează calea razelor ultraviolete de pe suprafața părții polimerice. De multe ori se face referire, de exemplu, la dioxid de titan, benzotriazol, benzofenonă și hidroxifeniltracină. Utilizarea stingătorilor de lumină de lumină este împiedicată de colorarea lor verde și, de asemenea, faptul că nichelul conținut în ele este clasificat ca un metal greu.
Ambele tipuri și amestecuri ale acestora prelungesc durata de viață a produselor obținute prin turnare și extrudare, atunci când sunt expuse la lumina soarelui, și asigură stabilitatea parametrilor weatherability pieselor turnate pentru aplicații exterioare, piese auto, conducte de irigații, rezervoire prin turnare centrifugală, mobilier de grădină, etc. . d.
R. P. Grossman, de asemenea, numite baze ADN ca stabilizatori UV, și le compară cu unele dintre HALS și UV absorbanți de lumină ca și cu substanțe care previn razele ultraviolete din PVC. Tabelul 3 compară bazele ADN cu aditivii convenționali pentru a demonstra aplicabilitatea și efectul sinergetic al amestecurilor binare.
Tabelul 3: Exemple de proprietăți optice inițiale ale compușilor albi pe bază de TiO2.
Indicele căderii de galben
Creșterea proprietăților optice pentru produsele albe atractive creează un echilibru de strălucire și opacitate. În figura de mai jos, "Gloss and Matte Balance" afișează câteva dintre modalitățile de a obține un aspect lucios sau mat.
Figura 7: Balanța de strălucire și opacitate.
Împreună cu selectarea atentă a polimerilor și a aditivilor, și tehnologia de prelucrare fină, compusul poate fi mai strălucitor și mai albă folosind umpluturi albe și înălbitori optici care absorb radiațiile ultraviolete și să reflecte aceasta în spectrul vizibil. Brand photostable dioxid de titan sunt de primă clasă umpluturi albe, care combină capacitatea de a conferi albeață și opacitate, precum și capacitatea de a absorbi razele ultraviolete. aspect frumos poate fi obținută prin optimizarea armonioasă setări de echilibru mat si lucios. Desigur, a primit un alb frumos trebuie să fie menținută pe toată durata de viață prin stabilizatori de lumină corespunzătoare și alte căi de atac.