EnglishTIN TỨC
Phụ gia nhựa chống oxy hóa và ứng dụng của chúng trong ngành nhựa là gì?
Nov
Hầu hết các polyme thường bị oxy hóa, dẫn đến sự xuống cấp của các sản phẩm cuối cùng. Để tăng cường chất lượng sản phẩm cuối cùng, các chất phụ gia chống oxy hóa nhựa đã được đưa vào quy trình sản xuất nhựa. Trong bài viết này, hãy cùng khám phá cách hoạt động của chất mạnh mẽ này và tác động của nó đối với ngành nhựa của chúng ta.
Các sản phẩm nhựa tuy bền và dẻo nhưng luôn có nguy cơ bị phân hủy do tác động của một số lượng lớn các yếu tố môi trường (như oxy, tia UV, nhiệt độ cao,…) trong suốt vòng đời của chúng. Đó là lý do tại sao việc sử dụng phụ gia nhựa đóng vai trò không thể thiếu trong sản xuất nhựa, trong đó phụ gia nhựa chống oxy hóa có thể là cái tên quen thuộc nhất.
1. Chất chống oxy hóa và ứng dụng của nó trong ngành nhựa
Phụ gia nhựa chống oxy hóa thường được sử dụng để ngăn chặn các tác động tiêu cực của quá trình oxy hóa đối với các sản phẩm nhựa. Như chúng ta đã biết, quá trình oxy hóa là một hiện tượng phổ biến diễn ra khi các gốc tự do phản ứng với các phân tử của vật liệu, do đó kích hoạt một chuỗi phản ứng hóa học. Điều này cuối cùng dẫn đến sự xuống cấp của chính sản phẩm.
Trong ngành công nghiệp nhựa, quá trình oxy hóa thậm chí còn có hại hơn vì nó xảy ra trong cả hai giai đoạn của sản phẩm nhựa: đầu tiên trong quá trình sản xuất và sau đó trong suốt vòng đời của nó.
Trong giai đoạn đầu, hiện tượng này xảy ra khi oxy được đưa vào cấu trúc phân tử của polyme, dẫn đến các phản ứng dây chuyền hóa học và sự thay đổi vĩnh viễn bên trong nhựa, điển hình nhất là sự giảm khối lượng phân tử. Quá trình này tăng tốc độ trong quá trình tạo hình nhiệt (thổi màng, đúc phim, đúc thổi,…) và ép phun, dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng như suy giảm tính chất cơ học của sản phẩm cuối cùng. Để giảm thiểu những tác động tiêu cực này, các chất phụ gia chống oxy hóa nhựa phải được thêm vào trong quá trình sản xuất và hoạt động như một chất ổn định quá trình để ngăn chặn quá trình oxy hóa làm biến đổi các thành phần nhựa.
Khi chuyển sang giai đoạn khác, cũng là giai đoạn dài hơn, các chất phụ gia chống oxy hóa nhựa được đưa vào để bảo vệ sản phẩm cuối khỏi các tác nhân có hại từ môi trường cũng như tăng cường độ bền của chúng trong suốt thời gian sử dụng. Bên cạnh đó, một số sản phẩm dễ bị oxy hóa hơn những sản phẩm khác, điều này có thể được giải thích chủ yếu là do nhựa của chúng. Khả năng chống oxy hóa của các loại nhựa khác nhau được minh họa trong bảng dưới đây:
Khả năng chống oxy hóa của các loại nhựa khác nhau
Thông thường, các sản phẩm nhựa có khả năng chứa chất phụ gia chống oxy hóa nhựa bao gồm:
Ống và phụ kiện trong ngành xây dựng & xây dựng: Vì hầu hết chúng được sử dụng ngoài trời, chúng phải tiếp xúc với các yếu tố môi trường bên ngoài trong một thời gian dài, có xu hướng dẫn đến sự oxy hóa. Do đó, việc áp dụng các chất chống oxy hóa vào những thứ này là rất quan trọng.
Màng polyetylen (PE) (cho ngành xây dựng hoặc thực phẩm): Mặc dù màng PE không bị ảnh hưởng nghiêm trọng nhất bởi quá trình oxy hóa trong suốt vòng đời của chúng, nhưng chúng bị ảnh hưởng nhiều nhất trong quá trình sản xuất. Quá trình oxy hóa là yếu tố chính gây ra sự suy giảm cơ học cho màng PE. Sản phẩm nhựa PP: Tương tự, sản phẩm nhựa PP cũng chứa các chất phụ gia chống oxy hóa để bảo vệ sản phẩm khỏi tác động tiêu cực của quá trình oxy hóa.
2. Các loại phụ gia nhựa chống oxy hóa phổ biến
Như đã nói ở trên, quá trình oxy hóa diễn ra trong cả hai giai đoạn của một sản phẩm nhựa, có nghĩa là việc sử dụng các chất phụ gia chống oxy hóa nhựa cũng tương ứng với điều này. Về cơ bản, chất này được chia thành 3 loại chính để phục vụ chức năng cụ thể.
Sơ cấp: Loại này chủ yếu được sử dụng cho các sản phẩm cuối cùng trong thời gian sử dụng của chúng để bảo vệ bản thân chúng khỏi quá trình oxy hóa và các yếu tố môi trường có hại khác. Thông thường, các chất phụ gia chống oxy hóa nhựa thuộc nhóm này có gốc phenolic.
Thứ cấp: Phụ gia nhựa chống oxy hóa thứ cấp hoạt động như một chất ổn định quá trình để bảo vệ polyme không bị phân hủy bởi quá trình oxy hóa trong quá trình sản xuất, đặc biệt khi polyme trải qua nhiều phương pháp nhiệt (thổi màng, ép phun,…). Các hóa chất điển hình được sử dụng bao gồm phốt phát hoặc thioesters.
Không có phụ gia nhựa chống oxy hóa, bề mặt nhựa rất dễ bị oxy hóa
Kết hợp chính và phụ: Không chỉ sử dụng riêng biệt các chất chống oxy hóa chính và phụ, chúng còn được sử dụng với nhau để tối ưu hóa lợi ích thu được. Bằng cách này, các sản phẩm nhựa được bảo vệ cả trong quá trình xử lý và trong suốt vòng đời của nó. Điều đó có nghĩa là các nhà sản xuất nhựa có thể gặt hái được nhiều lợi ích khi họ được cung cấp đầu ra chất lượng cao, trong khi người dùng cuối cũng hài lòng với các sản phẩm cuối lâu dài tốt hơn.
Tùy thuộc vào đặc điểm của sản phẩm cuối cùng và mục đích sử dụng của chúng, các nhà sản xuất nhựa có thể lựa chọn các loại phụ gia chống oxy hóa nhựa phù hợp. Ví dụ, các sản phẩm đóng gói nên sử dụng chất chống oxy hóa trong quá trình sản xuất vì quá trình oxy hóa của chúng chủ yếu diễn ra trong quá trình này. Trong khi đó, các sản phẩm nhựa ngoài trời nên có chất chống oxy hóa chính và phụ vì nó xuất hiện trong cả quá trình sản xuất và tuổi thọ sử dụng.
3. Sử dụng phụ gia chống oxy hóa nhựa như thế nào là đúng cách?
Khi một số lượng lớn các sản phẩm nhựa được đưa vào các ứng dụng tiếp xúc với thực phẩm, mối quan tâm về an toàn sức khỏe của khách hàng đã và đang phát sinh. Theo nghiên cứu khoa học, việc chất phụ gia nhựa từ bao bì polyme vào thực phẩm đã thực sự xảy ra, ít nhiều gây nguy hại đến sức khỏe người tiêu dùng. Do đó, việc xác định hàm lượng phụ gia trong polyme là một thành phần quan trọng của đánh giá an toàn của vật liệu đóng gói thực phẩm, việc định lượng và mức độ di chuyển cụ thể (SML) của các chất phụ gia này cũng rất quan trọng đối với việc kiểm tra chất lượng thực phẩm. Do đó, khi nói đến lượng chất phụ gia chống oxy hóa nhựa được sử dụng, các nhà sản xuất nhựa nên hết sức lưu ý để đảm bảo sản phẩm đầu ra hoàn toàn không gây hại cho con người.
Bên cạnh đó, các yêu cầu kỹ thuật và công dụng của sản phẩm cuối cùng cũng cần được xem xét để tìm ra những thành phần phù hợp nhất cho sản phẩm của bạn.
