عوامل زرد شدن اسفنج
تجزیه و تحلیل عوامل اصلی موثر بر زرد شدن اسفنج پلی اورتان
زرد شدن فوم نرم پلی یورتان مدت هاست که هم برای تولید کنندگان فوم و هم برای تامین کنندگان پلی ال یک چالش بوده است. بسیاری از تولیدکنندگان فوم، بهویژه آنهایی که در محصولات{1}بالا متخصص هستند، تلاش کردهاند تا عملکرد ضد زردی فوم را با افزودن آنتیاکسیدانها و تثبیتکنندههای نور افزایش دهند، اما نتایج واقعی بهبود اغلب رضایتبخش نبوده است.
به طور کلی از منظر مواد افزودنی، زرد شدن اسفنج شامل چهار نوع زیر است:
چهار نوع اصلی زردی و مکانیسم آنها
1. زرد شدن اکسیداتیو حرارتی
علت: در طول تشکیل کف (دمای واکنش می تواند از 100 درجه تجاوز کند) و پردازش های بعدی (مانند پرس یا برش گرم)، زنجیره های مولکولی پلی یورتان تحت تخریب اکسیداتیو تحت دمای بالا و اکسیژن قرار می گیرند و کروموفورهایی تولید می کنند (مانند ساختارهای کینون) که منجر به زرد شدن می شود.
مقابله: در اینجاست که آنتی اکسیدان ها در درجه اول با قطع واکنش زنجیره ای اکسیداتیو برای جلوگیری از تخریب، نقش مثبتی ایفا می کنند.
2. زرد شدن دود گاز
علت: هنگامی که اسفنج در معرض هوای حاوی اکسیدهای نیتروژن (NOx، عمدتاً از اگزوز خودرو و گازهای گلخانهای صنعتی) قرار میگیرد، ترکیبات آمینی (به ویژه از آنتی اکسیدانها یا کاتالیزورهای مبتنی بر آمین) با NOx واکنش میدهند تا نیتروزامینهای زرد یا ترکیبات آزو تشکیل دهند.
اقدام متقابل: از مصرف مواد آمینی که به آسانی با NOx واکنش نشان می دهند، خودداری کنید یا آن را کاهش دهید.
3. رنگ آمیزی پارچه
علت: برخی از مواد مولکولی کوچک (عمدتاً مواد فرار) موجود در اسفنج به پارچههای{0} رنگ روشن در تماس با آن (مانند روکش مبل یا پارچه تشک) منتقل میشوند و باعث زردی موضعی پارچه میشوند.
علت اولیه: داده ها به وضوح نشان می دهد که آنتی اکسیدان BHT عامل اصلی لکه شدن پارچه است. خود BHT می تواند اکسید شود و مواد زرد رنگی ایجاد کند و فرار آن مهاجرت به سطح پارچه را تسهیل می کند.
4. زردی پیری UV
علت: ساختارهای خاصی در زنجیرههای مولکولی پلی یورتان (مانند گروههای اورتان که توسط ایزوسیاناتهای آروماتیک MDI/TDI تشکیل شدهاند) تحت نور ماوراء بنفش تخریب شده و کروموفورها را تشکیل میدهند.
اقدام متقابل: افزودن تثبیت کننده های نور (مانند جاذب های UV یا تثبیت کننده های نور آمین مانع) برای کاهش این امر ضروری است، که فراتر از توانایی آنتی اکسیدان های معمولی است.
تضاد اصلی: "نقش دوگانه" آنتی اکسیدان ها
اثر مثبت: از زرد شدن اکسیداتیو حرارتی در طول پردازش جلوگیری می کند. بدون آنتی اکسیدان، اسفنج ممکن است در طول تولید تخریب و زرد شود. این دلیل اساسی است که چرا تولید کنندگان پلیول باید آنتی اکسیدان ها را اضافه کنند.
اثرات منفی: برخی از آنتی اکسیدان ها خود به عنوان "کاتالیزور" یا "واکنش دهنده" برای انواع دیگر زردی عمل می کنند.
آنتی اکسیدان های مبتنی بر{0}آمین: در حالی که در برابر اکسیداسیون حرارتی موثر هستند، زردی دود گاز و زردی ناشی از نور{1} را تشدید می کنند.
آنتی اکسیدان های مبتنی بر{0}BHT: اگرچه ارزان- هستند، اما مقصر اصلی لکه شدن پارچه هستند.
علت اصلی و راه حل
تولید کنندگان فوم اغلب تأثیر عمیق سیستم آنتی اکسیدانی از پیش تعیین شده در پلی ال های بالادستی را بر عملکرد زرد شدن محصول نهایی نادیده می گیرند.
دستورالعمل راه حل:
با انتخاب مواد خام (پلیول) شروع کنید:
از تامین کنندگان پلیول در مورد سیستم های آنتی اکسیدانی که استفاده می کنند پرس و جو کنید. برای محصولات فوم با کیفیت بالا با نیازهای ضد زردی بالا، پلیالهای با سیستمهای آنتیاکسیدانی «پایین-فرار{-دوام بالا» که غیر-BHT و غیر{6}}آمین هستند، اولویتبندی کنید.
آنتیاکسیدانهای مدرن{0}}با عملکرد بالا، مانند سیستمهای ترکیبی «فنل مانع + فسفیت»، میتوانند پایداری اکسیداتیو حرارتی خوبی ارائه دهند و در عین حال از مشکلات فرار BHT و زرد شدن دود گاز مربوط به آمینها جلوگیری کنند.
بهینه سازی فرمولاسیون و پردازش:
آنتیاکسیدانها/تثبیتکنندههای نور پس از درمان را با دقت در نظر بگیرید: اگر سیستم آنتیاکسیدانی پلیال پایه ناسازگار باشد، افزودن مواد افزودنی بعداً اغلب بیاثر است و ممکن است مشکلات جدیدی ایجاد کند (مانند افزودن آنتیاکسیدانهای مبتنی بر آمین- که زرد شدن دود گاز را بدتر میکند).
نوع ایزوسیانات مورد استفاده را در نظر بگیرید: برای محصولاتی که در فضای باز نیاز به مقاومت شدید در برابر اشعه ماوراء بنفش دارند، از ایزوسیانات های آلیفاتیک (به عنوان مثال HDI) به عنوان پایه پلی اورتان استفاده کنید. مقاومت زرد شدن آنها به مراتب برتر از ایزوسیانات های معطر معمولی (TDI/MDI) است، هرچند که هزینه قابل توجهی بالاتری دارد.
به طور خلاصه، حل مسئله زرد شدن نمی تواند صرفاً بر اقدامات افزودنی "ترمیمی" در طول تولید فوم تکیه کند. در عوض، نیاز به بازبینی سیستماتیک کل زنجیره تامین از دیدگاه علم مواد دارد. انتخاب پلی ال هایی با سیستم های آنتی اکسیدانی که با الزامات مقاومت در برابر زرد شدن محصول نهایی مطابقت دارند، اساسی ترین و موثرترین رویکرد برای حل این چالش است.
