الطريقة الأكثر شيوعًا وفعالية في الصناعة اليوم هي إضافة مثبتات ضوئية مختلفة أثناء مرحلة معالجة المواد الخام البلاستيكية. أنها تحمي البلاستيك من خلال آليات مختلفة.
ممتص الأشعة فوق البنفسجية (UVA): يعمل هذا النوع من المواد المضافة مثل "محول الطاقة"، حيث يمتص بشكل انتقائي الأشعة فوق البنفسجية الضارة ويحولها إلى حرارة غير ضارة. تشمل الأنواع الشائعة البنزوفينونات (على سبيل المثال، UV-531)، والبنزوتريازولات (على سبيل المثال، Tinuvin 326)، والتريازينات (على سبيل المثال، UV-1577).
مثبت الضوء الأميني المعوق (HALS): على عكس UVA، لا يمتص HALS ضوء الأشعة فوق البنفسجية مباشرة ولكنه يلعب دور "كاسح الجذور الحرة"، حيث يلتقط ويعادل الجذور الحرة المتولدة أثناء التحلل الضوئي، وبالتالي ينهي التفاعل المتسلسل عند مصدره. غالبًا ما يتم استخدامه بالتآزر مع الأشعة فوق البنفسجية للحصول على نتائج أفضل. وتشمل المنتجات النموذجية UV-770، وChimassort 944، وما إلى ذلك.
Light Shielder: هذه طريقة حماية مادية، يتم تحقيقها عن طريق إضافة مواد تمتص أو تعكس الضوء فوق البنفسجي. أسود الكربون هو أكثر أنواع الواقيات الضوئية شيوعًا والأقل تكلفة-وعالي الفعالية، حيث يحجب الأشعة فوق البنفسجية بكفاءة. كما يتم أيضًا استخدام الأصباغ البيضاء مثل TiO₂ (ثاني أكسيد التيتانيوم) وZnO (أكسيد الزنك) بشكل متكرر لهذا الغرض.
مثبتات مساعدة أخرى: تمنع مضادات الأكسدة بشكل فعال التدهور التأكسدي الحراري، وعندما تستخدم مع UVA وHALS، فإنها تشكل نظام تثبيت أكثر شمولاً. وفي بعض الحالات، يتم أيضًا استخدام أنواع أخرى من المثبتات مثل المخمدات.
كيفية اختيارهم وإضافتهم؟
التآزر هو المفتاح: من الناحية العملية، غالبًا ما يؤدي الجمع بين مثبتات الضوء وآليات مختلفة إلى نتائج أفضل بكثير من استخدام مادة مضافة واحدة. على سبيل المثال، يوفر الجمع بين ممتص الأشعة فوق البنفسجية (UVA) ومثبت الضوء الأميني المعوق (HALS) حماية مثالية من الداخل والخارج.
الجرعة والمعالجة: مستويات الإضافة منخفضة بشكل عام. بالنسبة لـ ABS، على سبيل المثال، يتراوح محتوى امتصاص الأشعة فوق البنفسجية عادة بين 0.1 إلى 0.5٪، في حين أن إجمالي كمية إضافات التجوية تكون بشكل عام من 3 إلى 5٪. بالإضافة إلى ذلك، يمكن إضافتها على شكل خليط رئيسي من أجل تشتيت سهل وموحد. أثناء المعالجة، يلزم التحكم الصارم في درجة حرارة المعالجة لتجنب تحلل المواد المضافة وتعطيلها.
إلى جانب الدمج الإضافي، هناك طرق أخرى لإضفاء مقاومة للأشعة فوق البنفسجية على المواد البلاستيكية:
الطلاءات بعد التشكيل: تطبيق طلاء مقاوم للأشعة فوق البنفسجية على سطح الطبقة البلاستيكية المقولبة، مثل أفلام النانو متعددة الطبقات المصنوعة من السيليكا/التيتانيا العضوية غير العضوية (TiO₂) للأجزاء الشفافة من أجهزة الكمبيوتر الشخصية، أو الطلاءات المصنوعة من السيراميك النانوي.
تعديل الجسيمات النانوية غير العضوية: يمكن أن يؤدي تشتيت الجزيئات غير العضوية ذات الحجم النانوي (على سبيل المثال، أنظمة Nano-ZnO وTiO₂/SiO₂ المركبة) بشكل موحد داخل المصفوفة البلاستيكية إلى تحسين مقاومة المادة للأشعة فوق البنفسجية بشكل كبير.
اختيار المواد المقاومة للأشعة فوق البنفسجية بطبيعتها: إذا سمحت الظروف بذلك، فإن اختيار المواد البلاستيكية المقاومة للأشعة فوق البنفسجية بطبيعتها هو الخيار الأفضل. على سبيل المثال، تتمتع البوليمرات الفلورية مثل PTFE وPVDF وASA (بوليمر أكريلونيتريل-ستايرين-أكريليت المشترك) وPMMA (الأكريليك) بقدرة جيدة على تحمل العوامل الجوية.
تعديل المواد: إذا كانت المادة الأساسية الخاصة بك هي ABS، فيمكنك التفكير في مزج راتينج ASA مع ABS. يمكن اعتبار ASA بمثابة نسخة "محدثة" من ABS، حيث يتم استبدال مطاط البوتادين الحساس للأشعة فوق البنفسجية بمطاط الأكريليت الذي يتمتع بمقاومة ممتازة للعوامل الجوية. ونتيجة لذلك، تتمتع ASA بطبيعتها بقدرة رائعة على تحمل العوامل الجوية وغالبًا ما يتم استخدامها في المنتجات التي تتطلب خدمة خارجية طويلة الأمد؛ يمكن أن تكون مقاومته للعوامل الجوية أفضل بـ 10 مرات من مقاومة ABS.
عند العمل مع صفائح ABS، ينبغي إيلاء اهتمام خاص لنظام الصياغة. ثبت أن الجمع بين ماصات الأشعة فوق البنفسجية ومضادات الأكسدة والجزيئات غير العضوية مثل nano-ZnO أو TiO₂ في راتنج ABS يوفر تأثيرًا تآزريًا كبيرًا في تحسين مقاومة المادة للشيخوخة فوق البنفسجية.
