Phụ gia chống lão hóa - Giải pháp nâng cao chất lượng sản phẩm nhựa

Nội dung bài viết

expand_more

Thông thường, các vật liệu nhựa dễ bị một số yếu tố phân hủy trong thời gian sử dụng. Do đó, việc ứng dụng phụ gia chống lão hóa trong các sản phẩm nhựa là vô cùng cần thiết để tăng hiệu quả và tuổi thọ của sản phẩm. Trong bài viết này, chúng ta hãy xem xét sơ lược về phụ gia này để xem chúng có thể nâng cao hiệu suất sản phẩm nhựa của bạn như thế nào.

 Về cơ bản, sự xuống cấp của nhựa (còn được gọi là lão hóa hoặc oxy hóa) đề cập đến hiện tượng các đặc tính cơ học có lợi của sản phẩm nhựa có xu hướng biến mất hoặc bị thay thế bằng các đặc tính tiêu cực, chẳng hạn như phai màu, đổi màu hoặc nứt. Việc đưa oxy vào cấu trúc phân tử của polyme, sau đó làm ngắn các chuỗi polyme, do đó dẫn đến giảm trọng lượng phân tử và thay đổi vĩnh viễn bên trong nhựa.

1. Nguyên nhân gây ra quá trình lão hóa nhựa?

Nguyên nhân chính của hiện tượng này nằm ở sự hình thành các gốc tự do. Thông thường, chúng được tạo ra theo hai cách chính:

Trong quá trình gia công

Các gốc tự do có thể được tìm thấy trong các công thức nhựa dưới dạng sản phẩm phụ của quá trình trùng hợp, dưới dạng phụ gia tạo công thức hoặc dưới dạng chất gây ô nhiễm. Bên cạnh đó, các tác động bên ngoài (như nhiệt độ cao, tác động vật lý của máy móc,...) cũng góp phần hình thành các gốc tự do. Các gốc tự do này sau đó phản ứng với oxy để tấn công các liên kết cộng hóa trị của polymer.

Anti-aging additives - Effective ways to improve plastic products’ quality
Các gốc tự do có thể được tìm thấy trong các công thức nhựa dưới dạng sản phẩm phụ của quá trình trùng hợp

Trong đời sống

Trong suốt quá trình sử dụng, các sản phẩm nhựa tiếp xúc với nhiều yếu tố môi trường khác nhau như ánh nắng mặt trời, độ ẩm, nhiệt độ cao, bụi bẩn, hóa chất,… Những điều này sẽ dần dần tạo ra các gốc tự do, dẫn đến sự kết hợp của oxy vào cấu trúc khung, do đó làm giảm trọng lượng phân tử của polyme.  

2. Phụ gia chống lão hóa là gì? Các loại và cơ chế hoạt động phổ biến

Phụ gia chống lão hóa là vũ khí hiệu quả của các nhà sản xuất nhựa để ngăn quá trình oxy hóa làm suy giảm tính chất cơ học của nhựa, từ đó duy trì tình trạng tốt và kéo dài tuổi thọ của nó. Dựa vào các nguyên nhân trên, phụ gia chống lão hóa được chia thành hai loại chính để đạt hiệu quả tốt hơn.

Phụ gia chống lão hóa trong quá trình sản xuất

Chúng được sử dụng để bảo vệ nhựa khỏi tác động tiêu cực của quá trình oxy hóa do các gốc tự do gây ra. Như đã đề cập ở trên, gốc tự do thường được hình thành do sản phẩm phụ của quá trình trùng hợp, hoặc tác động bên ngoài (nhiệt độ, tác động vật lý,...) trong quá trình sản xuất. Chúng có thể bắt đầu một chuỗi oxy hóa bên trong nhựa, dẫn đến giảm trọng lượng phân tử của nhựa và một số đặc tính bất ngờ.

Phụ gia chống lão hóa phát huy tác dụng bằng cách vô hiệu hóa các gốc tự do cũng như làm gián đoạn quá trình oxy hóa, do đó ngăn chặn sự hình thành chuỗi phản ứng tiêu cực và bảo vệ nhựa khỏi quá trình chuyển hóa bên trong.

Anti-aging additives - Effective ways to improve plastic products’ quality
Các chất phụ gia chống lão hóa có tác dụng bằng cách vô hiệu hóa các gốc tự do, do đó phá vỡ chuỗi phản ứng.

Có một số loại phụ gia chống lão hóa phổ biến được sử dụng trong quá trình sản xuất nhựa bao gồm:
- Chất ổn định phenolic (H-donor): H-donor phản ứng với các gốc tự do peroxide (ROO*) để ngăn chặn quá trình lấy các nguyên tố hydro trên chuỗi phân tử nhựa, chuyển hóa chúng thành hydroperoxide.
- Phốt pho hữu cơ: Chất này có tác dụng bằng cách ngăn chặn sự phân hủy hydroperoxide (ROOH) thành các gốc tự do hydroxyl (RO*), do đó giúp làm gián đoạn phản ứng dây chuyền.
- Lactone và Hydroxylamine: Chúng hỗ trợ ngăn chặn các gốc tự do alkyl (R*) để vô hiệu hóa sự lặp lại của phản ứng dây chuyền.

Phụ gia chống lão hóa trong quá trình sử dụng sản phẩm

Trong quá trình sử dụng, nhựa dễ bị tác động bởi nhiều yếu tố bên ngoài như độ ẩm, ánh sáng mặt trời, oxy và các tác động vật lý,... Điều này làm suy yếu các liên kết phân tử, dẫn đến các biến đổi vật lý trên bề mặt nhựa bao gồm thoái hóa cơ học, biến màu, ... Bằng cách thêm các chất phụ gia chống lão hóa vào nhựa, chẳng hạn như HAS (Hindered amine stabilizer), quá trình oxy hóa sẽ bị cản trở, do đó nâng cao tuổi thọ của sản phẩm.

Do quá trình oxy hóa ở nhiệt độ thấp bị tác động mạnh bởi tia cực tím (đèn UV), chất phụ gia chống tia cực tím thường được thêm vào phụ gia chống lão hóa (Hindered amine light stabilizers - HALS) để tăng cường chức năng của nó.

3. Ứng dụng phổ biến của phụ gia chống lão hóa

Nhờ những ưu điểm vượt trội của mình, phụ gia chống lão hóa đóng vai trò không thể thiếu trong việc nâng cao tính năng và kéo dài thời gian sử dụng của nhựa.

Ô tô

Do các chi tiết ngoại thất ô tô (đặc biệt là bánh răng, lưới tản nhiệt, vỏ nhựa,...) tiếp xúc nhiều với các yếu tố môi trường như nắng, ẩm, bụi bẩn... nên cơ tính nhanh chóng bị xuống cấp, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.

Anti-aging additives - Effective ways to improve plastic products’ quality
Phụ gia chống lão hóa thường được sử dụng trong ngoại thất ô tô
 
 Bằng cách bổ sung các chất phụ gia chống lão hóa vào các bộ phận xe hơi, bề mặt nhựa được bảo vệ khỏi các yếu tố gây thoái hóa, hạn chế tối đa sự hình thành các gốc tự do, từ đó giúp nhựa bền và lâu dài hơn.

Màng nông nghiệp

Các chất phụ gia chống lão hóa cũng được tích hợp vào màng nông nghiệp (màng mùn, màng nhà kính,...) và lưới đánh cá để ngăn chặn các yếu tố môi trường làm biến đổi cấu trúc của nhựa cũng như bảo vệ cây trồng khỏi tia cực tím.

Anti-aging additives - Effective ways to improve plastic products’ quality
Màng nông nghiệp (màng mùn, màng nhà kính,...)

Các ứng dụng ngoài trời

Trong thời gian sử dụng, các ứng dụng ngoài trời (chẳng hạn như bạt, ghế sân vận động, sản phẩm làm vườn, đường dây tải điện, hộp nối ngoài trời,...) yêu cầu sử dụng vật liệu chống lão hóa để bảo vệ chúng khỏi bị đổi màu và xuống cấp cơ học do các yếu tố có hại .

Anti-aging additives - Effective ways to improve plastic products’ quality
Bàn ghế ngoài trời được thêm phụ gia chống lão hóa để bền hơn và lâu dài hơn

Bao bì 

Phụ gia chống lão hóa còn được ứng dụng trong sản xuất màng (tăng độ bền màu), ép phun HDPE, băng HDPE, màng thổi LDPE hoặc LLDPE, kéo sợi PP, băng PP,... nhằm hạn chế tác hại của bức xạ mặt trời đối với sản phẩm, do đó làm tăng tuổi thọ và giá trị của sản phẩm.

Anti-aging additives - Effective ways to improve plastic products’ quality
Sản xuất màng bao bì

4. Hai dạng phụ gia chống lão hóa - dạng hạt nhựa và bột

Thông thường, phụ gia chống lão hóa được chia thành hai dạng chính: dạng hạt và bột. Tuy nhiên, dạng hạt thường được ưa chuộng hơn so với dạng bột nhờ một số ưu điểm của nó, được chỉ ra trong bảng sau:

Tiêu chí Dạng hạt Dạng bột
Trộn sẵn Vì các hạt nhựa tương đương với các phân tử polyme nên chúng được tích hợp hoàn toàn vào hỗn hợp Vì bột nhỏ hơn đáng kể so với phân tử polyme nên chúng không thể được thêm hoàn toàn vào hợp chất 
Quá trình sản xuất Phân tán tốt hơn trên về mặt nhựa, dẫn đến tăng hiệu suất Trộn sẵn không đồng đều dẫn đến bề mặt loang lổ và quá trình sản xuất không hiệu quả, thậm chí gây ra tác dụng phụ
Sản phẩm cuối Ổn định và bền bỉ hơn Kém ổn định

5. Phụ gia chống lão hóa của EuroPlas

Với kinh nghiệm hơn 15 năm trên thị trường nguyên liệu nhựa, EuroPlas tự hào mang đến cho khách hàng những sản phẩm phụ gia chống lão hóa chất lượng cao nhất. Các sản phẩm của chúng tôi đã được thử nghiệm để đảm bảo hiệu quả tuyệt vời của chúng cả trong quá trình sản xuất và tuổi thọ của sản phẩm.

Ngoài ra, chúng tôi có thể tùy chỉnh các sản phẩm dựa trên yêu cầu của bạn, do đó cung cấp giải pháp vật liệu phù hợp nhất cho sản phẩm cuối cùng.

Hiện nay, các chất phụ gia chống lão hóa của chúng tôi đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng khác nhau như phụ tùng ô tô, ngoại thất gia đình,... nhằm duy trì độ bền và tuổi thọ cho sản phẩm.

Để biết thêm thông tin và tư vấn, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi!

 
 
Tin tức khác
Công nghệ thấu kính Polycarbonate
Khám phá công nghệ thấu kính polycarbonate cùng các tính năng tiên tiến của nó trong blog hôm nay!
 
Tại sao một số loại nhựa đủ điều kiện để tái chế, trong khi những loại khác thì không?
Khám phá mọi thứ về việc tái chế nhựa – từ các loại nhựa đến nhu cầu thị trường. Tìm hiểu lý do tại sao một số loại nhựa nhất định phù hợp với quy định, trong khi những loại khác lại đặt ra nhiều thách thức.
Nhựa phân hủy sinh học phân hủy như thế nào?
Tìm hiểu về quá trình phân hủy của nhựa phân hủy sinh học - một giải pháp thay thế cho các loại nhựa truyền thống, góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
 
Các yếu tố ảnh hưởng đến tuổi thọ của nhựa
Chất phụ gia có thể giúp kéo dài tuổi thọ của nhựa bằng cách tạo ra một lớp màng bảo vệ trên bề mặt giúp nhựa tránh khỏi các tác động của hóa chất.
 
Những điều thú vị về PVA
Nhựa PVA (Polyvinyl Acetate) được ứng dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực. Chúng có cấu trúc hóa học ổn định, tính ứng dụng cao và giá thành phù hợp. Hãy cùng EuroPlas tham khảo ngay những thông tin thú vị về ứng dụng của nhựa PVA nhé!
arrow_upward