સૂર્યપ્રકાશ અથવા ફ્લોરોસન્ટ લાઇટિંગ જેવા અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશના સંપર્કમાં આવે ત્યારે લગભગ તમામ પ્લાસ્ટિક અધોગતિની સંભાવના ધરાવે છે. આ અધોગતિ પ્રક્રિયા દરમિયાન અથવા ઉત્પાદનનો ઉપયોગ થાય તે પછી થઈ શકે છે, અને તેના લક્ષણોમાં બરડપણું, વિકૃતિકરણ અને ભૌતિક ગુણધર્મો જેમ કે અસરની શક્તિ, તાણ શક્તિ અને રંગની ખોટનો સમાવેશ થાય છે - આ બધા પ્લાસ્ટિકની આયુષ્યને ટૂંકાવી દે છે. યુવી ડિગ્રેડેશનનું રોજિંદા ઉદાહરણ એ લૉન ખુરશી છે જે પ્લાસ્ટિક ડિગ્રેડેશનને કારણે સમય જતાં વિકૃત અને બરડ બની શકે છે.
યુવી સ્ટેબિલાઇઝેશન એડિટિવ એ પ્લાસ્ટિકના બગાડને રોકવા અને અંતિમ ઉત્પાદનના જીવનને નોંધપાત્ર રીતે વધારવા માટે ઉમેરવામાં આવેલા સંયોજનો છે. યુવી સ્ટેબિલાઇઝર્સ ખૂબ જ નીચા સ્તરે ઉમેરવામાં આવે છે, સામાન્ય રીતે પોલિમરના 0.1 - 0.5%. આ ઉમેરણો ઘણીવાર ઉત્પાદન દરમિયાન બેઝ પોલિમર સાથે જોડી શકાય છે અથવા માસ્ટરબેચના ભાગ રૂપે તૈયાર કરી શકાય છે. યુવી સ્ટેબિલાઇઝેશન માટે બજારમાં ઘણા ઉમેરણો છે જેમાં Amshield, Amcor ના અલ્ટ્રા વાયોલેટ ઇન્હિબિટર સ્ટેબિલાઇઝરનો સમાવેશ થાય છે.
ફોટોઓક્સિડેશન શું છે?
અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોત્સર્ગને કારણે પ્લાસ્ટિકનું અધોગતિ એ ફોટોઓક્સિડેશન અથવા ફોટોડિગ્રેડેશન નામની રાસાયણિક પ્રક્રિયાનું પરિણામ છે. યુવી પ્રકાશ પોલિમર સાંકળોમાં હાલના રાસાયણિક બોન્ડને અધોગતિ કરે છે, તેના પરમાણુ વજનને ઘટાડીને પ્લાસ્ટિકને નબળું પાડે છે, જે અગાઉ વર્ણવ્યા મુજબ, તાકાત ગુમાવવા અને અન્ય અનિચ્છનીય લક્ષણો તરફ દોરી જાય છે. મોલેક્યુલર ડિગ્રેડેશન, જેમ કે ફોટોઓક્સિડેશન, ઘણીવાર પ્લાસ્ટિકને નિષ્ફળ થવાનું કારણ બને છે, તેથી આ પ્રક્રિયાઓને સમજવી અને તેને કેવી રીતે ટાળવું તે મહત્વનું છે!
અસુરક્ષિત પોલિમરનો યુવી પ્રતિકાર બંધારણ અને રચનાના આધારે બદલાય છે. કેટલાક પ્લાસ્ટિક તેમની રચના અને કાર્યાત્મક જૂથોને કારણે ફોટોઓક્સિડેશન માટે વધુ સંવેદનશીલ હોય છે. ફોટોઓક્સિડેશન માટે સૌથી વધુ સંવેદનશીલ બોન્ડ્સમાં કાર્બન-નાઈટ્રોજન બોન્ડ્સ જેવા કે નાઈટ્રિલ્સ, એમાઈડ્સ અને એમાઈન્સનો સમાવેશ થાય છે; કાર્બન-ઓક્સિજન બોન્ડ જેમ કે ઈથર, એસ્ટર, કેટોન્સ અને કાર્બોક્સિલિક એસિડ; કાર્બન-કલોરિન બોન્ડ; ઓક્સિજન-ઓક્સિજન બોન્ડ જેમ કે પેરોક્સાઇડ્સ; અને નાઈટ્રોજન-હાઈડ્રોજન બોન્ડ જેમ કે એમાઈડ્સ અને એમાઈન્સ.
યુવી સ્ટેબિલાઇઝિંગ એડિટિવ્સના પ્રકાર
ફોટોઓક્સિડેટીવ પ્રક્રિયાને રોકવા અને પ્લાસ્ટિકને હાનિકારક યુવી કિરણોથી બચાવવા માટે, યુવી સ્ટેબિલાઇઝર્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. ઉપયોગમાં લેવાતા વિશિષ્ટ યુવી સ્ટેબિલાઇઝરના આધારે યુવી સંરક્ષણ વિવિધ રીતે પ્રદાન કરી શકાય છે. સામાન્ય રીતે, સૌથી સામાન્ય પ્રકારના ઉમેરણો યુવી શોષક, ક્વેન્ચર્સ અથવા HALS તરીકે કામ કરે છે, અને કેટલાક કિસ્સાઓમાં યુવી સ્થિરતાના ઇચ્છિત સ્તર પ્રદાન કરવા માટે એક કરતાં વધુ ઉમેરણોનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.
યુવી શોષક: પૂરતા પ્રકાશ ઇનપુટ પર, પોલિમર્સમાં સંવેદનશીલ કાર્યાત્મક જૂથો (જેને ક્રોમોફોર્સ કહેવાય છે) મુક્ત રેડિકલ ઉત્પન્ન કરવા માટે શ્રેણીબદ્ધ પ્રતિક્રિયાઓમાંથી પસાર થાય છે. યુવી સ્ટેબિલાઇઝરનું આ સ્વરૂપ, જેમ કે નામ સૂચવે છે, ફોટોઓક્સિડેટીવ પ્રતિક્રિયાઓની શરૂઆતને રોકવા માટે યુવી કિરણોત્સર્ગને શોષી લે છે. એકવાર યુવી ગરમી શોષાય છે, તે પોલિમર સાંકળો દ્વારા વિખેરી નાખવામાં આવે છે. કાળો એક ઉત્તમ યુવી શોષક છે, તેથી પ્લાસ્ટિક ઉત્પાદનોને યુવી કિરણોથી બચાવવા માટે પેઇન્ટ, રંગો અથવા મૂળ કાર્બન બ્લેક ઉમેરવામાં આવે છે. બેન્ઝોટ્રીઆઝોલ્સ અને હાઇડ્રોક્સીફેનીલટ્રીઆઝીન્સ પણ યુવી શોષકના ઉદાહરણો છે.
ક્વેન્ચર્સ: ફોટો-ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયામાં બહુવિધ પ્રતિક્રિયાઓનો સમાવેશ થાય છે જે આખરે મુક્ત રેડિકલ ઉત્પન્ન કરે છે જે પોલિમર સાંકળમાં બહુવિધ બોન્ડ્સ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, પ્લાસ્ટિકની અખંડિતતાને નષ્ટ કરે છે. ક્વેન્ચર્સ ફોટોઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયાઓ દરમિયાન ઉત્પન્ન થતી ઊર્જાને શમન કરીને કામ કરે છે, આમ, ઉત્તેજિત અણુઓને જમીનની સ્થિતિમાં પરત કરે છે જ્યાં તેઓ મુક્ત રેડિકલ-જનરેટ કરતી ફોટોઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયાને ફેલાવવાની શક્યતા ઓછી હોય છે. નિકલ ક્વેન્ચર એ યુવી સ્ટેબિલાઇઝરના આ સ્વરૂપનું ઉદાહરણ છે.
HALS: Hindered Amine Light Stabilizers (HALS) એ UV સ્ટેબિલાઇઝર્સ છે જે ફોટો-ઓક્સિડેશન દરમિયાન પેદા થતા ફ્રી રેડિકલ્સને લક્ષ્ય બનાવે છે અને ફસાવે છે, તેમને પોલિમર સ્ટ્રક્ચર સાથે પ્રતિક્રિયા આપતા અટકાવે છે. HALS ની રચના બદલાય છે, પરંતુ સામાન્ય રીતે 2,2,6,6-tetramethylpiperidine રિંગ માળખું ધરાવે છે.
