پیکیجنگ میٹریل نالج - پلاسٹک کی مصنوعات کے رنگ کی تبدیلی کا کیا سبب ہے؟

• اعلی درجہ حرارت پر ڈھالتے وقت خام مال کی آکسیڈیٹیو انحطاط رنگت کا سبب بن سکتی ہے۔
• اعلی درجہ حرارت پر رنگین کی رنگت پلاسٹک کی مصنوعات کی رنگت کا باعث بنے گی۔
• رنگین اور خام مال یا اضافی اشیاء کے درمیان کیمیائی رد عمل رنگت کا سبب بنے گا۔
• additives اور additives کے خودکار آکسیکرن کے درمیان رد عمل رنگ میں تبدیلی کا سبب بنے گا۔
• روشنی اور حرارت کے عمل کے تحت رنگنے والے روغن کی ٹاٹومرائزیشن مصنوعات کی رنگت میں تبدیلی کا سبب بنے گی۔
• فضائی آلودگی پلاسٹک کی مصنوعات میں تبدیلی کا سبب بن سکتی ہے۔

1. پلاسٹک مولڈنگ کی وجہ سے

1) اعلی درجہ حرارت پر ڈھالتے وقت خام مال کی آکسیڈیٹیو انحطاط رنگت کا سبب بن سکتی ہے

جب پلاسٹک مولڈنگ پروسیسنگ آلات کی ہیٹنگ رنگ یا ہیٹنگ پلیٹ کنٹرول سے باہر ہونے کی وجہ سے ہمیشہ ہیٹنگ کی حالت میں رہتی ہے، تو مقامی درجہ حرارت کو بہت زیادہ ہونے کا سبب بننا آسان ہے، جس سے خام مال اعلی درجہ حرارت پر آکسائڈائز اور گل جاتا ہے۔ ان گرمی سے حساس پلاسٹک کے لیے، جیسے کہ پی وی سی، یہ آسان ہے کہ جب یہ رجحان رونما ہوتا ہے، جب یہ سنگین ہوتا ہے، یہ جل کر پیلا، یا حتیٰ کہ سیاہ ہو جاتا ہے، اس کے ساتھ کم مالیکیولر اتار چڑھاؤ کی ایک بڑی مقدار بہہ جاتی ہے۔

اس انحطاط میں ایسے رد عمل شامل ہیں۔ڈیپولیمرائزیشن، بے ترتیب زنجیر کی کٹائی، سائیڈ گروپس اور کم سالماتی وزن والے مادوں کو ہٹانا۔

• ڈی پولیمرائزیشن

کلیویج ری ایکشن ٹرمینل چین لنک پر ہوتا ہے، جس کی وجہ سے زنجیر کا لنک ایک ایک کر کے گر جاتا ہے، اور پیدا ہونے والا مونومر تیزی سے اتار چڑھاؤ کا شکار ہوتا ہے۔ اس وقت، مالیکیولر وزن بہت آہستہ آہستہ تبدیل ہوتا ہے، بالکل اسی طرح جیسے چین پولیمرائزیشن کے الٹا عمل۔ جیسے میتھل میتھکریلیٹ کا تھرمل ڈیپولیمرائزیشن۔

• رینڈم چین سکشن (انحطاط)

بے ترتیب وقفے یا بے ترتیب ٹوٹی ہوئی زنجیر کے نام سے بھی جانا جاتا ہے۔ مکینیکل فورس، ہائی انرجی ریڈی ایشن، الٹراسونک لہروں یا کیمیائی ریجنٹس کے عمل کے تحت، پولیمر زنجیر بغیر کسی مقررہ نقطہ کے ٹوٹ جاتی ہے تاکہ کم مالیکیولر-وزن پولیمر بن سکے۔ یہ پولیمر انحطاط کے طریقوں میں سے ایک ہے۔ جب پولیمر چین تصادفی طور پر کم ہو جاتا ہے، تو مالیکیولر وزن تیزی سے گرتا ہے، اور پولیمر کا وزن بہت کم ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر، polyethylene، polyene اور polystyrene کے انحطاط کا طریقہ کار بنیادی طور پر بے ترتیب انحطاط ہے۔

جب پولیمر جیسے PE کو اعلی درجہ حرارت پر ڈھالا جاتا ہے، تو مین چین کی کوئی بھی پوزیشن ٹوٹ سکتی ہے، اور مالیکیولر وزن تیزی سے گرتا ہے، لیکن مونومر کی پیداوار بہت کم ہوتی ہے۔ اس قسم کے رد عمل کو رینڈم چین سکشن کہا جاتا ہے، جسے کبھی کبھی انحطاط بھی کہا جاتا ہے، پولیتھیلین چین سکشن کے بعد بننے والے آزاد ریڈیکلز بہت فعال ہوتے ہیں، زیادہ ثانوی ہائیڈروجن سے گھرے ہوتے ہیں، چین کی منتقلی کے رد عمل کا شکار ہوتے ہیں، اور تقریباً کوئی مونومر پیدا نہیں ہوتے ہیں۔

• متبادل کو ہٹانا

PVC، PVAc، وغیرہ گرم ہونے پر متبادل ہٹانے کے رد عمل سے گزر سکتے ہیں، اس لیے تھرموگراومیٹریک وکر پر اکثر سطح مرتفع ظاہر ہوتا ہے۔ جب پولی ونائل کلورائد، پولی ونائل ایسٹیٹ، پولی کریلونائٹرائل، پولی وینیل فلورائیڈ، وغیرہ کو گرم کیا جائے گا، تو متبادل کو ہٹا دیا جائے گا۔ پولی وینیل کلورائیڈ (PVC) کو مثال کے طور پر لیتے ہوئے، PVC کو 180~200°C سے کم درجہ حرارت پر پروسیس کیا جاتا ہے، لیکن کم درجہ حرارت (جیسے 100~120°C) پر یہ ڈی ہائیڈروجنیٹ (HCl) ہونا شروع کر دیتا ہے، اور HCl کو بہت زیادہ کھو دیتا ہے۔ تیزی سے تقریبا 200 ° C. لہذا، پروسیسنگ کے دوران (180-200 ° C)، پولیمر رنگ میں گہرا اور طاقت میں کم ہو جاتا ہے۔

فری ایچ سی ایل کا ڈیہائیڈروکلورینیشن پر ایک اتپریرک اثر ہوتا ہے، اور دھاتی کلورائڈز، جیسے فیرک کلورائڈ ہائیڈروجن کلورائڈ اور پروسیسنگ آلات کے عمل سے تشکیل پاتے ہیں، کیٹالیسس کو فروغ دیتے ہیں۔

اس کے استحکام کو بہتر بنانے کے لیے تھرمل پروسیسنگ کے دوران چند فیصد تیزاب جذب کرنے والے، جیسے بیریم سٹیریٹ، آرگنوٹین، لیڈ مرکبات وغیرہ کو پی وی سی میں شامل کرنا ضروری ہے۔

جب کمیونیکیشن کیبل کا استعمال کمیونیکیشن کیبل کو رنگنے کے لیے کیا جاتا ہے، اگر تانبے کے تار پر پولی اولفن کی تہہ مستحکم نہیں ہے، تو پولیمر-کاپر انٹرفیس پر سبز تانبے کی کاربو آکسیلیٹ بن جائے گی۔ یہ ردعمل پولیمر میں تانبے کے پھیلاؤ کو فروغ دیتے ہیں، تانبے کے کیٹلیٹک آکسیکرن کو تیز کرتے ہیں۔

اس لیے، پولی اولفنز کی آکسیڈیٹیو انحطاط کی شرح کو کم کرنے کے لیے، مندرجہ بالا رد عمل کو ختم کرنے اور غیر فعال آزاد ریڈیکلز A·: ROO·+AH-→ROOH+A· بنانے کے لیے اکثر فینولک یا ارومیٹک امائن اینٹی آکسیڈنٹس (AH) شامل کیے جاتے ہیں۔

• آکسیڈیٹیو انحطاط

ہوا کے سامنے آنے والی پولیمر مصنوعات آکسیجن کو جذب کرتی ہیں اور ہائیڈروپرو آکسائیڈز بنانے کے لیے آکسیڈیشن سے گزرتی ہیں، فعال مراکز پیدا کرنے کے لیے مزید گل جاتی ہیں، آزاد ریڈیکلز بنتی ہیں، اور پھر آزاد ریڈیکل چین ری ایکشن (یعنی آٹو آکسیڈیشن عمل) سے گزرتی ہیں۔ پولیمر پروسیسنگ اور استعمال کے دوران ہوا میں آکسیجن کے سامنے آتے ہیں، اور جب گرم کیا جاتا ہے، تو آکسیڈیٹیو انحطاط تیز ہو جاتا ہے۔

Polyolefins کا تھرمل آکسیڈیشن فری ریڈیکل چین ری ایکشن میکانزم سے تعلق رکھتا ہے، جس میں خودبخود رویہ ہوتا ہے اور اسے تین مراحل میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: آغاز، نمو اور خاتمہ۔

ہائیڈروپرو آکسائیڈ گروپ کی وجہ سے زنجیر کی کٹائی مالیکیولر وزن میں کمی کا باعث بنتی ہے، اور اسکیشن کی اہم مصنوعات الکوحل، الڈیہائیڈز اور کیٹونز ہیں، جو آخر کار کاربو آکسائیڈ میں آکسائڈائز ہو جاتے ہیں۔ کاربو آکسیلک تیزاب دھاتوں کے کیٹلیٹک آکسیکرن میں اہم کردار ادا کرتے ہیں۔ آکسیڈیٹیو انحطاط پولیمر مصنوعات کی جسمانی اور مکینیکل خصوصیات کے بگڑنے کی بنیادی وجہ ہے۔ آکسیڈیٹیو انحطاط پولیمر کی سالماتی ساخت کے ساتھ مختلف ہوتا ہے۔ آکسیجن کی موجودگی پولیمر پر روشنی، حرارت، تابکاری اور مکینیکل قوت کے نقصان کو بھی تیز کر سکتی ہے، جس سے زیادہ پیچیدہ انحطاطی ردعمل پیدا ہوتے ہیں۔ آکسیڈیٹیو انحطاط کو کم کرنے کے لیے پولیمر میں اینٹی آکسیڈینٹس شامل کیے جاتے ہیں۔

2) جب پلاسٹک کو پروسس کیا جاتا ہے اور اسے ڈھالا جاتا ہے، رنگین گل سڑ جاتا ہے، دھندلا ہو جاتا ہے اور زیادہ درجہ حرارت کو برداشت کرنے سے قاصر ہونے کی وجہ سے رنگ بدل جاتا ہے۔

پلاسٹک کے رنگنے کے لیے استعمال ہونے والے روغن یا رنگوں میں درجہ حرارت کی حد ہوتی ہے۔ جب اس حد درجہ حرارت تک پہنچ جاتا ہے تو، روغن یا رنگ مختلف کم سالماتی وزن کے مرکبات پیدا کرنے کے لیے کیمیائی تبدیلیوں سے گزریں گے، اور ان کے رد عمل کے فارمولے نسبتاً پیچیدہ ہوتے ہیں۔ مختلف روغن کے مختلف رد عمل ہوتے ہیں۔ اور مصنوعات، مختلف روغن کے درجہ حرارت کی مزاحمت کو تجزیاتی طریقوں سے جانچا جا سکتا ہے جیسے وزن میں کمی۔

2. رنگین خام مال کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتے ہیں۔

رنگین اور خام مال کے درمیان ردعمل بنیادی طور پر بعض روغن یا رنگوں اور خام مال کی پروسیسنگ میں ظاہر ہوتا ہے۔ یہ کیمیائی رد عمل پولیمر کی رنگت اور انحطاط کا باعث بنے گا، اس طرح پلاسٹک کی مصنوعات کی خصوصیات میں تبدیلی آئے گی۔

• کمی کا رد عمل

کچھ اعلی پولیمر، جیسے نایلان اور امینوپلاسٹ، پگھلی ہوئی حالت میں تیزاب کو کم کرنے والے مضبوط ایجنٹ ہوتے ہیں، جو رنگوں یا رنگوں کو کم اور دھندلا کر سکتے ہیں جو پروسیسنگ درجہ حرارت پر مستحکم ہوتے ہیں۔

• الکلین ایکسچینج

PVC ایملشن پولیمر میں الکلائن ارتھ میٹلز یا کچھ سٹیبلائزڈ پولی پروپیلینز رنگین میں الکلائن ارتھ میٹلز کے ساتھ "بیس ایکسچینج" کر سکتے ہیں تاکہ رنگ کو نیلے سرخ سے نارنجی میں تبدیل کیا جا سکے۔

PVC ایملشن پولیمر ایک ایسا طریقہ ہے جس میں VC کو ایملسیفائر (جیسے سوڈیم ڈوڈیسیل سلفونیٹ C12H25SO3Na) پانی کے محلول میں ہلا کر پولیمرائز کیا جاتا ہے۔ رد عمل میں Na+؛ گرمی اور آکسیجن کی مزاحمت کو بہتر بنانے کے لیے PP، 1010، DLTDP وغیرہ کو اکثر شامل کیا جاتا ہے۔ آکسیجن، اینٹی آکسیڈینٹ 1010 ایک ٹرانسسٹریفیکیشن رد عمل ہے جو 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxypropionate میتھائل ایسٹر اور سوڈیم pentaerythritol کے ذریعے اتپریرک ہوتا ہے، اور DLTDP Na2S آبی محلول کے ساتھ ایکریلونائٹرائل پروپیونائٹرائیل ایسڈ، اور ڈی ایل ٹی ڈی پی کو تیار کیا جاتا ہے۔ لوریل الکحل کے ساتھ ایسٹریفیکیشن کے ذریعے حاصل کیا جاتا ہے۔ ردعمل میں Na+ بھی ہوتا ہے۔

پلاسٹک کی مصنوعات کی مولڈنگ اور پروسیسنگ کے دوران، خام مال میں بقایا Na+ دھاتی آئنوں پر مشتمل جھیل کے روغن جیسے CIPigment Red48:2 (BBC یا 2BP): XCa2++2Na+→XNa2++Ca2+ کے ساتھ رد عمل ظاہر کرے گا۔

• روغن اور ہائیڈروجن ہالیڈس (HX) کے درمیان رد عمل

جب درجہ حرارت 170 ° C تک بڑھ جاتا ہے یا روشنی کے عمل کے تحت، PVC HCI کو ہٹاتا ہے تاکہ ایک کنجوٹیڈ ڈبل بانڈ بن سکے۔

ہیلوجن پر مشتمل شعلہ retardant polyolefin یا رنگین شعلہ retardant پلاسٹک کی مصنوعات بھی ڈی ہائیڈرو ہیلوجنیٹڈ HX ہوتی ہیں جب اعلی درجہ حرارت پر ڈھالا جاتا ہے۔

1) الٹرامرین اور ایچ ایکس ردعمل

الٹرا میرین نیلے رنگ کا رنگ بڑے پیمانے پر پلاسٹک کو رنگنے یا پیلی روشنی کو ختم کرنے میں استعمال کیا جاتا ہے، ایک سلفر مرکب ہے۔

2) کاپر گولڈ پاؤڈر روغن پیویسی خام مال کے آکسیڈیٹیو سڑن کو تیز کرتا ہے۔

تانبے کے روغن کو اعلی درجہ حرارت پر Cu+ اور Cu2+ میں آکسائڈائز کیا جا سکتا ہے، جو PVC کے گلنے کو تیز کرے گا۔

3) پولیمر پر دھاتی آئنوں کی تباہی۔

کچھ روغن پولیمر پر تباہ کن اثر ڈالتے ہیں۔ مثال کے طور پر، مینگنیج جھیل کا روغن CIPigmentRed48:4 PP پلاسٹک کی مصنوعات کی مولڈنگ کے لیے موزوں نہیں ہے۔ وجہ یہ ہے کہ متغیر قیمت دھاتی مینگنیج آئن پی پی کے تھرمل آکسیڈیشن یا فوٹو آکسیڈیشن میں الیکٹرانوں کی منتقلی کے ذریعے ہائیڈروپرو آکسائیڈ کو متحرک کرتے ہیں۔ PP کے گلنے سے PP کی عمر بڑھ جاتی ہے۔ پولی کاربونیٹ میں ایسٹر بانڈ کو گرم کرنے پر ہائیڈولائزڈ اور گلنا آسان ہے، اور ایک بار جب روغن میں دھاتی آئن موجود ہو جائیں تو اس کے گلنے کو فروغ دینا آسان ہوتا ہے۔ دھاتی آئن پیویسی اور دیگر خام مال کے تھرمو آکسیجن سڑن کو بھی فروغ دیں گے اور رنگ میں تبدیلی کا سبب بنیں گے۔

خلاصہ یہ کہ پلاسٹک کی مصنوعات تیار کرتے وقت، خام مال کے ساتھ رد عمل ظاہر کرنے والے رنگین روغن کے استعمال سے بچنے کا یہ سب سے زیادہ قابل عمل اور مؤثر طریقہ ہے۔

3. Colorants اور additives کے درمیان رد عمل

1) سلفر پر مشتمل روغن اور اضافی اشیاء کے درمیان رد عمل

گندھک پر مشتمل روغن، جیسے کیڈمیم پیلا (CdS اور CdSe کا ٹھوس محلول)، تیزابیت کی کمزور مزاحمت کی وجہ سے PVC کے لیے موزوں نہیں ہیں، اور انہیں سیسہ پر مشتمل اضافی اشیاء کے ساتھ استعمال نہیں کیا جانا چاہیے۔

2) سلفر پر مشتمل سٹیبلائزرز کے ساتھ لیڈ پر مشتمل مرکبات کا رد عمل

کروم پیلے رنگ کے روغن یا مولیبڈینم ریڈ میں لیڈ کا مواد اینٹی آکسیڈینٹس جیسے تھاائیڈسٹیریٹ DSTDP کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتا ہے۔

3) روغن اور اینٹی آکسیڈینٹ کے درمیان رد عمل

اینٹی آکسیڈنٹس والے خام مال کے لیے، جیسے کہ پی پی، کچھ روغن بھی اینٹی آکسیڈنٹس کے ساتھ رد عمل ظاہر کریں گے، اس طرح اینٹی آکسیڈنٹس کا کام کمزور ہو جائے گا اور خام مال کے تھرمل آکسیجن استحکام کو مزید خراب کر دیا جائے گا۔ مثال کے طور پر، فینولک اینٹی آکسیڈنٹس کاربن بلیک کے ذریعے آسانی سے جذب ہو جاتے ہیں یا ان کے ساتھ رد عمل ظاہر کر کے اپنی سرگرمی کھو دیتے ہیں۔ سفید یا ہلکے رنگ کی پلاسٹک کی مصنوعات میں موجود فینولک اینٹی آکسیڈنٹس اور ٹائٹینیم آئن مصنوعات کے پیلے ہونے کے لیے فینولک خوشبودار ہائیڈرو کاربن کمپلیکس بناتے ہیں۔ سفید روغن (TiO2) کی رنگینی کو روکنے کے لیے ایک مناسب اینٹی آکسیڈنٹ کا انتخاب کریں یا معاون اضافی چیزیں شامل کریں، جیسے اینٹی ایسڈ زنک سالٹ (زنک سٹیریٹ) یا P2 قسم فاسفائٹ۔

4) روغن اور روشنی اسٹیبلائزر کے درمیان رد عمل

پگمنٹس اور لائٹ اسٹیبلائزرز کا اثر، سوائے سلفر پر مشتمل روغن اور نکل پر مشتمل لائٹ اسٹیبلائزرز کے رد عمل کے جیسا کہ اوپر بیان کیا گیا ہے، عام طور پر لائٹ اسٹیبلائزرز کی تاثیر کو کم کرتا ہے، خاص طور پر رکاوٹ والے امائن لائٹ اسٹیبلائزرز اور ایزو پیلے اور سرخ روغن کا اثر۔ مستحکم زوال کا اثر زیادہ واضح ہے، اور یہ بے رنگ کی طرح مستحکم نہیں ہے۔ اس رجحان کی کوئی قطعی وضاحت نہیں ہے۔

4. additives کے درمیان رد عمل

اگر بہت سے اضافی اشیاء کو غلط طریقے سے استعمال کیا جاتا ہے تو، غیر متوقع ردعمل ہو سکتا ہے اور مصنوعات کا رنگ بدل جائے گا. مثال کے طور پر، شعلہ retardant Sb2O3 Sb2S3 پیدا کرنے کے لیے سلفر پر مشتمل اینٹی آکسیڈینٹ کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتا ہے: Sb2O3+–S–→Sb2S3+–O–

لہذا، پروڈکشن فارمولیشنز پر غور کرتے وقت additives کے انتخاب میں احتیاط برتنی چاہیے۔

5. معاون آٹو آکسیکرن اسباب

فینولک سٹیبلائزرز کا خودکار آکسیکرن سفید یا ہلکے رنگ کی مصنوعات کی رنگینی کو فروغ دینے کے لیے ایک اہم عنصر ہے۔ اس رنگت کو اکثر بیرونی ممالک میں "گلابی" کہا جاتا ہے۔

یہ آکسیڈیشن مصنوعات جیسے BHT اینٹی آکسیڈنٹس (2-6-di-tert-butyl-4-methylphenol) کے ساتھ جوڑا جاتا ہے، اور اس کی شکل 3,3′,5,5′-stilbene quinone ہلکے سرخ رد عمل کی مصنوعات کی طرح ہوتی ہے، یہ رنگت ہوتی ہے۔ صرف آکسیجن اور پانی کی موجودگی میں اور روشنی کی عدم موجودگی میں۔ بالائے بنفشی روشنی کے سامنے آنے پر، ہلکا سرخ اسٹیلبین کوئینون تیزی سے ایک پیلے رنگ کی واحد رنگ کی مصنوعات میں گل جاتا ہے۔

6. روشنی اور حرارت کے عمل کے تحت رنگین روغن کا ٹاٹومرائزیشن

کچھ رنگین روغن روشنی اور حرارت کے عمل کے تحت مالیکیولر کنفیگریشن کے ٹاٹومرائزیشن سے گزرتے ہیں، جیسے کہ CIPig.R2 (BBC) روغن کا استعمال azo قسم سے کوئینون قسم میں تبدیل ہوتا ہے، جو اصل کنجوگیشن اثر کو تبدیل کرتا ہے اور کنجوگیٹڈ بانڈز کی تشکیل کا سبب بنتا ہے۔ . گھٹائیں، جس کے نتیجے میں رنگ گہرے نیلے رنگ کی چمکدار سرخ سے ہلکے نارنجی سرخ میں بدل جاتا ہے۔

ایک ہی وقت میں، روشنی کے کیٹالیسس کے تحت، یہ پانی کے ساتھ گل جاتا ہے، شریک کرسٹل پانی کو تبدیل کرتا ہے اور دھندلاہٹ کا باعث بنتا ہے۔

7. فضائی آلودگی کی وجہ سے

جب پلاسٹک کی مصنوعات کو ذخیرہ کیا جاتا ہے یا استعمال کیا جاتا ہے تو، کچھ رد عمل والے مواد، چاہے خام مال، اضافی، یا رنگین روغن، ماحول میں نمی یا کیمیائی آلودگی جیسے تیزاب اور الکلیس روشنی اور حرارت کے عمل کے تحت رد عمل ظاہر کریں گے۔ مختلف پیچیدہ کیمیائی رد عمل پیدا ہوتے ہیں، جو وقت کے ساتھ ساتھ دھندلاہٹ یا رنگت کا باعث بنتے ہیں۔

مناسب تھرمل آکسیجن اسٹیبلائزرز، لائٹ اسٹیبلائزرز، یا اعلیٰ معیار کے موسمی مزاحمتی اضافے اور روغن کا انتخاب کرکے اس صورتحال سے بچا یا جا سکتا ہے۔