سرویس ترجه انجمن لوله و اتصالات پی وی سی: به طورکلی، استابلایزرها می توانند هیدروژن کلراید را جذب کنند و یا جایگزین کلر ناپایدار در زنجیره ی PVC شوند. در حال حاضر استابلایزرهای حرارتی تجاری به طور عمده شامل نمک های سرب و ترکیبات قلع آلی و نمک های مخلوط فلزات هستند.

چکیده:

مجموعه ای از کمپلکس های اکسید روی-مانیتول(کمپلکس های Zn-Ma) با مقادیر مختلف از روی تهیه شد و ترکیب کمپلکس های  Zn-Maتوسط طیف سنجی جذب اتمی  و آنالیز عنصری مشخص شد. اجزای کمپلکس های Zn-Ma توسط استخراج سوکسله از هم جدا شدند و توسط FTIR تعیین شدند.

به منظور بهینه سازی تکنولوژی آماده سازی، وابستگی میزان واکنش به زمان، در دماهای مختلف بررسی شد. پایداری حرارتی PVC با کمپلکس های Zn-Ma  توسط آزمون قرمز کانگو بررسی شد.نتایج نشان داد که کمپلکس های Zn-Ma به طور قابل توجهی میت واند پایداری حرارتی PVC را بهبود بخشد. مکانیسم ثبات حرارتی و اثر هم افزایی کمپلکس های Zn-Ma نیز مورد بحث قرار گرفت.

مقدمه:

پلی وینیل کلراید یکی از مهم ترین پلیمرهای تجاری در جهان است و به طور گسترده ای در ساخت و ساز، مهندسی شیمی، الکترونیک و  کاربرد های بسته بندی مواد استفاده می شود.

با این حال، در دماهای ْC 100 و یا بالاتر،PVC  گازHCL (هیدروژن کلراید) آزاد میکند و منجر به تخریب زنجیره ی پلیمری،تغییر رنگ و زوال عملکرد آن می شود.بنابراین استابلایزرهای مناسب به منظور جلوگیری و ممانعت از این تخریب در حین فرایند باید به پی وی سی اضافه شود.

به طورکلی، استابلایزرها می توانند هیدروژن کلراید را جذب کنند و یا جایگزین کلر ناپایدار در زنجیره ی PVC شوند. در حال حاضر استابلایزرهای حرارتی تجاری به طور عمده شامل نمک های سرب و ترکیبات قلع آلی و نمک های مخلوط فلزات هستند. اگر چه نمک های سرب استابلایزرهای حرارتی کارآمد هستند ،اما کاربرد آنها به دلیل سمی بودنشان محدود شده است.ترکیبات قلع آلی عملکرد برتری را نشان می دهند با این حال قیمت آنها بالاست.

 نمک های Ca/Zn به دلیل پایین بودن سمیت به طور گسترده ای در بسته بندی مواد غذایی، اسباب بازی های کودکان و درب بطری ها استفاده می شود.با این حال ،در طول پردازش pvc ،کلرید روی (ZnCL2)تشکیل شده و تخریب PVC راسرعت می بخشد و منجر به (سوختن روی)  و پایداری ضعیف در دراز مدت می شود.

پنتا اریتریتول یک استابلایزر حرارتی کمکی مهم است و به طور گسترده ای برای به تاخیر انداختن تخریب PVC همراه با استابلایزر های Ca/Zn استفاده می شود.برخی از محققان اثر هم افزایی پنتااریتریتول با استئارات کلسیم /استئارات روی را بررسی کردند و پیشنهاد کردند که پنتااریتریتول میتواند از طریق گروه های هیدروکسیل با کلرید روی کیلیت شود و سوختن روی را به تاخیر بیندازد.

جنسکنز و همکارانش یافتند که پلی ال ها نقش مهی را در مهار HCL دارند که میتواند از خودتسریع شدگی تخریب ممانعت کند.لی یک سری از آلکوکسیدهای فلزی بر پایه پنتا اریتریتول تهیه کرد و یافت که آنها میتوانند به طور قابل توجهی پایداری حرارتی PVC را بهبود دهند.از یک طرف این آلکوکسیدها برای جذب HCL مناسب هستند و از طرف دیگر میتوانند جایگزین کلر ناپایدار در PVC شوند.با این حال نقطه ذوب پنتااریتریتول (ْC261)بسیار بالاتر از دمای پردازش PVC است که پراکندگی پنتااریتریتول در PVC را تحت تاثیر قرار می دهد.

در مقایسه با پنتا اریتریتول، مانیتول دارای  تعداد گروه های هیدروکسیل بیشتری در همان وزن است. علاوه براین، نقطه ذوب Cْ166 ممکن است منجر به دیسپرسیتی(پراکندگی) بهتر در طول فرایند PVC میشود. در این مطالعه  یک سری از کمپلکس های اکسید مانیتول روی(کمپلکس های Zn-Ma) با محتوای متفاوت روی آماده و مشخص شد. اجزای کمپلکس های Zn-Ma توسط استخراج سوکسله جداسازی شدند و با طیف سنجی مادون قرمز(FT-IR ) شناسایی شدند. در تست های قرمزکنگو مشخص شد که کمپلکس های Zn-Ma می توانند به طور قابل توجهی پایداری حرارتی PVC را بهبود دهند. مکانیسم پایداری حرارتی کمپلکس های Zn-Ma مورد بحث قرار گرفت.

2- بخش تجربی

1-2 مواد

 PVC(SG-5) از شرکت Xinjiang Tianye خریداری شد. اکسید روی (ZnO)، مانیتول (Ma) ، متانول و NوN دی متیل فرمامید(DMF) از شرکت دارویی معرف های شیمیایی بدست آمد.کربنات کلسیم توسط شرکت شیمیایی Deqing Brilliant عرضه شد. پلی اتیلن کلرینه شده،اکسید تیتانیوم و اسید استئاریک توسط صنعت لوله Zhejiang Huafeng تهیه شد و متانول توسط رفلاکس با چرخش منیزیم به مدت 3 ساعت خشک شد و سپس تقطیر شد. DMF با هیدرید کلسیم به مدت 24 ساعت خشک شد و سپس توسط خلا تقطیر شد. سایر معرف ها بدون خالص سازی استفاده شدند مگر آنکه ذکر شده باشد.

2-2 خالص سازی و بررسی کمپلکس های Zn-Ma

کمپلکس های Zn-Ma برطبق روش زیر آماده شدند. 5.47 گرم از Ma با مقدار مد نظر از ZnO  به درون فلاسک سه دهانه ته گرد با یک همزن مکانیکی با نیتروژن های ورودی و خروجی ریخته شد و خشک کن در پایان خروجی قرار داده شد. مخلوط تا ْC200 حرارت داده شد و به مدت 2 ساعت تحت اتمسفر نیتروژن با همزن 60 دور در دقیقه واکنش داد.نسبت مولی ZnO به مانیتول 9:1 ،7:3 و 5:5 و 1:9 بود و محصولات مربوطه به ترتیب به صورت Zn-Ma1 ، Zn-Ma3، Zn-Ma5،  Zn-Ma7 و Zn-Ma9 علامت گذاری شدند.یک لوله خشک پر شده با سولفات کلسیم بدون آب در انتهای خروجی نیتروژن برای جمع آوری آب ناشی از واکنش قرار داده شد. محتویات کربن و هیدورژن در کمپلکس های Zn-Ma توسط تجزیه عنصری Vario Micro اندازه گیری شد. محتوای روی در کمپلکس های Zn-Ma توسط اسپکترومتر جذب اتمی 800AA تعیین شد. طیف سنجی مادون قرمز(FT-IR) از کمپلکس های Zn-Ma توسط اسپکترومتر Nicolet 5700 با روش قرص KBr ثبت شد. آنالیز حرارتی (TGA) برای کمپلکس های Zn-Ma توسط آنالیزر Q500 در مقدارحرارت c 10 بر دقیقه از 50 تا c800 در جو نیتروژن انجام شد. به منظور جدا کردن اجزای کمپلکس های Zn-Ma ، کمپلکس Zn-Ma5 در یک استخراج کننده سوکسله توسط متانول خشک ، استخراج شد. سپس باقی مانده توسط DMF خشک تحت فشار کاهش یافته استخراج شد. اجزای بدست آمده در خلا خشک شد و سپس توسط FT-IR مشخص گردید. محتوای روی توسط طیف سنجی جذب اتمی تعیین شد.

3-2 بررسی پایداری حرارتی PVC

بر طبق استاندارد ISO 182/1-1990، یک گرم نمونه PVC در یک لوله  ریخته شد و کاغذ تست قرمز کنگو 2 سانت بالای نمونه قرار داده شد. لوله در حمام روغن در دمای ْC 180غوطه ور شد،  زمانی که کاغذ قرمز کنگو،  به آبی تبدیل می شود به عنوان زمان پایداری حرارتی تعریف شده است.

-----

بیشتر بخوانید

لوله چیست؟ پی وی سی Pvc چیست؟ معرفی انواع لوله های پی وی سی

کاربرد انواع لوله ها / چگونگی انتخاب مواد ترموپلاستیک مناسب برای لوله کشی صنعتی

عمر طولانی لوله های پی وی سی ( PVC )

نقایص در فرایند اکستروژن و تاثیر بر کیفیت محصول

معرفی لوله های pvc شفاف مقاوم در برابر uv

5 گام کنترل ظاهری لوله و اتصالات پی وی سی