Các yếu tố môi trường bao gồm nhiệt độ, độ ẩm, tạp chất, chiếu xạ, vi sinh vật… là nguyên nhân chính đẩy nhanh quá trình thoái hóa nhựa. Do đó, các sản phẩm nhựa tiếp xúc nhiều với thời tiết cần được thêm một số loại phụ gia như UV absorbers hoặc light stabilizers để tránh làm giảm các đặc tính của chúng trong quá trình sử dụng. Trong bài viết này, hãy cùng chúng tôi khám phá những kiến thức hữu ích về ảnh hưởng của tia UV và phương pháp tốt nhất để giảm thiểu những ảnh hưởng này cho sản phẩm nhựa.

1. Nhựa có chống được tia UV không?

Thông thường, sự phân hủy quang học của nhựa là do ánh sáng mặt trời, tia UV, nhiệt và phản ứng với oxy gây ra. Điều đó có nghĩa là bản thân nhựa không thể tự tránh được những tác động tiêu cực của tia UV. Người ta đánh giá sự phân huỷ UV của nhựa dựa theo những tiêu chí sau:

- Thay đổi cấu trúc hóa học: quá trình phân hủy oxy hóa sẽ tạo ra các nhóm hydroperoxy, hydroxy, cacbonyl, liên kết ngang ảnh hưởng đến tính chất của nhựa.

- Thay đổi trên bề mặt: khi quá trình phân hủy oxy hóa diễn ra, bề mặt của nhựa là phần bị ảnh hưởng nhiều nhất. Thông thường, nó khiến lớp bên ngoài giòn hơn, và có thể được quan sát từ SEM hoặc kính hiển vi quang học.

- Độ dẻo: nhựa sẽ giảm đi độ dẻo và dễ vỡ hơn, chúng ta có thể dễ dàng kiểm tra bằng tay, đặc biệt là khi nhựa tiếp xúc với thời tiết nóng trong thời gian dài.

- Tạo ra các gốc tự do: các quá trình thoái hóa là phản ứng của các gốc tự do và tạo ra nhiều loại gốc tự do khác nhau.

- Thay đổi khối lượng phân tử: sự giảm khối lượng phân tử xảy ra do các quá trình cắt chuỗi.

- Mất cơ tính: phản ứng với tia UV làm mất tính chất cơ học của nhựa.

- Giảm độ trong suốt: điều này là do sự hình thành các hình thái khác nhau trên sự phân huỷ polyme. Điều này dẫn đến sự không đồng nhất trong phần lớn vật liệu cao phân tử, khiến ánh sáng không truyền đi. Do đó, chất dẻo mất đi độ trong suốt.

2. Các biện pháp bảo vệ nhựa khỏi tác hại của tia UV

a. Dùng UV absorbers

Ngày nay, phương pháp phổ biến để bảo vệ nhựa khỏi tác hại của tia UV là UV absorber. Tùy theo mục đích sản xuất mà người ta sẽ sử dụng hợp chất vô cơ (Carbon Black, TiO2, ZnO,…) hoặc hợp chất hữu cơ (Benzophenone, Benzotriazole, Triazine) trong gia công.

Hợp chất vô cơ

- Đặc điểm chung: chất rắn vô cơ có màu, không bị ảnh hưởng bởi môi trường làm việc

- Phương thức hoạt động: Hấp thụ và lọc UV

- Ưu điểm: Thời gian bảo vệ lâu dài, không bị biến đổi bởi môi trường.

- Nhược điểm: Mức độ bảo vệ yếu ( trừ màu đen)

+ Đối với TiO2: Chỉ hiệu quả tốt đối với loại Rutile, còn loại Anatase có khả năng hấp thụ nước, tạo các ion OH- gây phá hủy nhanh chóng nhựa

+ Đối với CB: Ứng dụng hạn chế hơn do có màu đen.

Hợp chất hữu cơ

- Đặc điểm chung: hầu hết có màu vàng,nhiệt độ nóng chảy thấp, dạng rắn hoặc lỏng

- Phương thức làm việc: Hấp thụ UV và giải phóng năng lượng dạng ánh sáng nhìn thấy

- Ưu điểm: Không ảnh hưởng đến màu sắc của sản phẩm không có hạt màu (colorant), dễ gia công, hoạt động hiệu quả trong dải UV (dưới 400nm); có thể giữ lại độ trong suốt của màng phim. Bảo vệ được chất lượng của sản phẩm chứa đựng trong bao bì.

- Nhược điểm: Bị ảnh hưởng bởi sự oxi hóa, rửa trôi, đặc biệt là các hợp chất chứa Chlorine và môi trường pH<6; chỉ bảo vệ được sản phẩm trong thời gian ngắn và mức độ bảo vệ yếu.

b. Ngăn lão hóa từ quá trình gia công

Phương pháp này sẽ sử dụng các hợp chất chống oxy hóa để nhựa không bị oxy hóa khi chế biến và sử dụng. Khi kết hợp với HALS, nó cũng ngăn chặn hiện tượng cắt mạch khi nhựa tiếp xúc với tia UV và tạp chất.

Ưu điểm: ngăn chặn hiệu quả sự oxy hóa nhiệt trong quá trình gia công.

Nhược điểm: Khả năng tái tạo kém, nhanh giảm hiệu năng sử dụng khi dùng ngoài trời.

c. Dùng hindered amine light stabilizer (HALS)

Phương pháp này sử dụng hindered amine light stabilizer (HALS)để tạo các hợp chất peroxide kém hoạt động, bất hoạt các gốc tự do. 

Ưu điểm: Hiệu quả bảo vệ rất cao, thời gian bảo vệ lâu dài, khả năng tái tạo tốt

Nhược điểm: Không ngăn chặn được sự oxy hóa nhiệt trong quá trình gia công

Một vài loại HALS:

- Phù hợp cho ứng dụng màng PE và PP mỏng

- Ứng dụng trong màng nhà kính

- Cải thiện hiệu quả độ bền nhiệt và ánh sáng

- Phù hợp cho ứng dụng nhựa PP, PE, EVA

- Tăng cường độ bền nhiệt cho các sản phẩm PP dày

- Phù hợp cho ứng dụng màng PE

- Hiệu quả khi ứng dụng cho màng nhà kính có tiếp xúc thuốc trừ sâu hàm lượng trung bình đến cao

- Phù hợp cho ứng dụng sử dụng nhựa PP, ABS,…

- Cải thiện khả năng kháng UV và chống oxi hóa hiệu quả

"Vậy giải pháp nào là tối ưu nhất?" - có thể bạn sẽ thắc mắc như vậy. Câu trả lời là bạn nên kết hợp tất cả 3 phương pháp để tận dụng tối đa chức năng của chúng và nâng cao đặc tính sản phẩm.

3. Mua phụ gia chống tia UV ở đâu?

Công ty Nhựa Châu u (EuP) là nhà sản xuất nguyên liệu phụ gia lớn nhất thế giới có trụ sở tại Việt Nam. Các chất phụ gia chống tia cực tím của chúng tôi là những sản phẩm đã được kiểm chứng về chất lượng và đã làm hài lòng hàng nghìn khách hàng tại +85 quốc gia trên toàn thế giới. Sản phẩm này là một giải pháp hoàn hảo để giảm thiểu và ngăn chặn các tác động của tia UV đối với sản phẩm nhựa:

- Hạn chế tác động tiêu cực của tia UV lên thành phẩm

- Duy trì cơ tính, độ bền và nâng cao tuổi thọ của thành phẩm

- Hạn chế vón cục, phân tán đồng đều

- Khả năng hấp thụ tia cực tím mạnh như chất hấp thụ tia cực tím hữu cơ

- Có tác dụng vĩnh viễn

Nếu bạn muốn biết thêm chi tiết về sản phẩm của chúng tôi, vui lòng điền vào biểu mẫu này hoặc liên hệ với chúng tôi qua email / số điện thoại. Chúng tôi rất sẵn lòng giúp đỡ!