क्यूर किए गए इपॉक्सी के रंग स्थिरता पर IPDA का प्रभाव

पीलापन को बढ़ावा देने के लिए IPDA क्यों: रासायनिक और पर्यावरणीय ड्राइवर

IPDA की एलिफैटिक डाइएमाइन संरचना और वर्णक निर्माण मार्ग

IPDA (आइसोफोरोन डायमीन) के पीला पड़ने का मुख्य कारण इसकी विशेष एलिफैटिक, शाखित संरचना से है, विशेष रूप से इसमें उपस्थित द्वितीयक ऐमीन समूह। जब यह पदार्थ ऊष्मा, प्रकाश या सामान्य ऑक्सीजन के संपर्क में आता है, तो ये ऐमीन ऑक्सीकरण करने लगते हैं। इसके बाद जो होता है वह काफी दिलचस्प है - ये संयुग्मित द्विआबंध और कार्बोनिल समूह बनाते हैं, जो मूल रूप से रंग उत्पन्न करने वाले क्रोमोफोर के रूप में काम करते हैं। ये संरचनाएँ 400 से 500 नैनोमीटर की सीमा में दृश्य प्रकाश को अवशोषित करती हैं, जिसके कारण हमें पीला से भूरा रंग का विसंगति दिखाई देता है। ध्यान देने योग्य बात यह है कि जब इन द्विआबंधों के सात या अधिक अणु एक साथ लगे होते हैं, तो अवशोषण बहुत मजबूत हो जाता है। IPDA के खिलाफ काम करने वाला एक अन्य कारक 'स्टेरिक हिंडरेंस' नामक घटना है, जो इसे सीधी श्रृंखला वाले एलिफैटिक ऐमीन की तुलना में मुक्त मूलकों के प्रति अधिक संवेदनशील बना देती है। इससे रंग उत्पन्न करने वाली संरचनाओं के बनने की प्रक्रिया तेज हो जाती है। उदाहरण के लिए, यदि IPDA युक्त पदार्थ लगभग 80 डिग्री सेल्सियस पर 500 घंटे तक रखे जाते हैं, तो परीक्षणों में दिखाया गया है कि रंग में परिवर्तन (डेल्टा E के रूप में मापा गया) मुख्य रूप से समय के साथ बढ़ते कार्बोनिल समूहों के कारण 3 से 5 इकाई तक बढ़ जाता है।

थर्मल एजिंग बनाम यूवी एक्सपोज़र: आईपीडीए-प्रेरित पीलियापन के अलग तंत्र

आईपीडीए-क्यूअर्ड एपॉक्सी पर्यावरणीय तनाव के आधार पर मौलिक रूप से भिन्न मार्गों के माध्यम से पीले पड़ते हैं:

जब सामग्री ऊष्मीय अपघटन का अनुभव करती है, तो यह ऑक्सीकरण श्रृंखला विदलन नामक प्रक्रिया के माध्यम से होता है, जिससे क्रोमोफोर्स में कार्बोनिल समूहों की बहुतायत हो जाती है। आर्द्रता स्थिति को और खराब बना देती है क्योंकि यह जल अपघटन अभिक्रियाओं को होने के लिए प्रोत्साहित करती है। दूसरी ओर, जब पराबैंगनी विकिरण के संपर्क में आते हैं, तो हम एक भिन्न घटना देखते हैं। पराबैंगनी प्रकाश फोटोऑक्सीकरण नामक प्रक्रिया को आरंभ करता है, जो विशेष रूप से IPDA अणुओं में द्वितीयक एमीन्स पर हमला करता है और ऐसे क्विनोन इमाइन यौगिकों को उत्पन्न करता है जो नीली प्रकाश तरंगदैर्ध्य को वास्तव में अवशोषित कर लेते हैं। यह प्रकार का अपघटन आमतौर पर बाहर उपयोग किए जाने वाले उत्पादों के लिए सबसे अधिक समस्यामय होता है। QUV कक्षों के साथ परीक्षण करने से काफी महत्वपूर्ण रंग परिवर्तन भी देखने को मिलते हैं। केवल 500 घंटे के अनावरण के बाद, डेल्टा E मान अक्सर 10 इकाइयों से ऊपर चले जाते हैं, जो दृष्टिगत रूप से काफी ध्यान आकर्षित करता है। एक महत्वपूर्ण अंतर जिसकी ओर ध्यान देना आवश्यक है, वह इन दो अपघटन प्रकारों के भौतिक रूप से प्रकट होने का तरीका है। ऊष्मीय पीलापन पूरी सामग्री में समान रूप से फैल जाता है, जबकि पराबैंगनी विकिरण से होने वाली क्षति ज्यादातर सतह तक सीमित रहती है और आमतौर पर सतह की चमक माप के स्पष्ट रूप से कम होने के साथ आती है।

आईपीडीए-क्योर्ड एपॉक्सी में यूवी अपक्षय गतिशीलता

द्वितीयक एमीन्स का प्रकाश ऑक्सीकरण और क्विनोन इमाइन संचय

जब सामग्री को पराबैंगनी प्रकाश के संपर्क में लाया जाता है, तो IPDA अणुओं में उपस्थित द्वितीयक एमीन्स के साथ एक रोचक प्रक्रिया होती है। वे फोटोऑक्सीकरण प्रक्रियाओं से गुजरते हैं, जिससे नॉरिश-प्रकार की अभिक्रियाओं के माध्यम से पीले रंग के यौगिक बनते हैं, जिन्हें क्विनोन इमाइन रंजकद्रव्य (क्रोमोफोर्स) कहा जाता है। जब कार्बोनिल अशुद्धियाँ मौजूद होती हैं, तो समस्या और बढ़ जाती है। ये अक्सर निर्माण प्रक्रिया में छूटे हुए अवशेषों से आती हैं या सामग्री के उम्र बढ़ने के साथ विकसित होती हैं। जो अगला कदम होता है वह काफी नाटकीय है—ये अशुद्धियाँ आसपास के एमीन स्थलों से हाइड्रोजन परमाणुओं को अवशोषित कर लेती हैं, जिससे अस्थिर मुक्त मूलक बनते हैं, जो त्वरित रूप से विस्तारित संयुग्मन के साथ स्थिर, दीर्घकालिक क्विनोन इमाइन में बदल जाते हैं। वास्तविक परीक्षण परिणामों को देखने से एक चिंताजनक बात सामने आती है। QUV परीक्षण स्थितियों के तहत केवल 500 घंटों के बाद, FTIR विश्लेषण से पता चलता है कि एमीन सामग्री में 60% से अधिक की कमी आई है। और अंदाजा लगाइए? यह बढ़ते b* रंग मानों और नमूनों में ध्यान देने योग्य पीलापन आने के साथ पूरी तरह से मेल खाता है। सबसे बुरी बात यह है कि उच्च ऊर्जा वाली UV-B और UV-C तरंगदैर्ध्य इस रासायनिक क्षरण की गति को वास्तव में तेज कर देती हैं।

त्वरित QUV परीक्षण में चमक हानि, ΔE और क्रोमोफोर घनत्व के बीच सहसंबंध

IPDA-उपचारित प्रणालियों में ऑप्टिकल अपक्षय मेट्रिक्स के बीच ASTM G154 QUV मौसम परीक्षण मजबूत संबंधों को उजागर करते हैं:

• 300 घंटों के भीतर ~40% तक (60°) चमक में कमी—सतह पर फोटोऑक्सीडेटिव तनाव के कारण उत्पन्न माइक्रोक्रैकिंग के कारण
• δE 1,000 घंटों तक में 15 इकाइयों से अधिक हो जाता है, जिसमें 90% से अधिक परिवर्तन बढ़ती पीलेपन (b* निर्देशांक) के कारण होता है
• यूवी-विज़ स्पेक्ट्रोस्कोपी के माध्यम से मात्रात्मक रूप से निर्धारित क्रोमोफोर घनत्व में ΔE के साथ एक रैखिक सहसंबंध (R² = 0.92) देखा गया, जो क्विनोन इमाइन्स को प्रमुख पीलापन प्रजाति के रूप में पुष्ट करता है
  महत्वपूर्ण रूप से, जो नमूने प्रारंभिक चमक का >85% बनाए रखते हैं, वे लगातार ΔE < 8 बनाए रखते हैं, जो रंग स्थिरता के लिए एक व्यावहारिक, वास्तविक-समय संकेतक के रूप में सतह अखंडता स्थापित करता है।

IPDA-संबंधित पीलापन को कम करना: संशोधित एमीन विकल्पों का प्रदर्शन

LyCA-संशोधित क्यूरिंग एजेंट 1,000 घंटे QUV (ASTM D4329) के बाद ΔE में 40–60% तक की कमी लाते हैं

सूर्य के प्रकाश में उनके एलिफैटिक डाइएमीन की अत्यधिक सक्रिय प्रकृति के कारण IPDA क्योरिंग एजेंट तेजी से पीले पड़ने लगते हैं। यहीं पर प्रकाश-स्थिर साइक्लोएलिफैटिक एमीन उपयोगी साबित होते हैं। इन लाइका (LyCA) यौगिकों में कठोर वलय संरचनाएँ होती हैं जो ऑक्सीकरण से टूटने को रोकने में वास्तव में सहायता करती हैं। इसके अतिरिक्त, इनमें पराबैंगनी (UV) प्रकाश को अवशोषित करने और मुक्त मूलकों से लड़ने वाले विशेष घटक भी शामिल होते हैं, जो रंग परिवर्तन को शुरू होने से पहले ही रोक देते हैं। ASTM D4329 परीक्षण परिणामों के अनुसार, QUV वेदरोमीटर में 1,000 घंटे तक रखने के बाद LyCA के साथ उपचारित सामग्री में नियमित IPDA की तुलना में लगभग 40 से 60 प्रतिशत बेहतर रंग स्थिरता बनी रहती है। व्यावहारिक रूप से इसका अर्थ है कि रंग लंबे समय तक ताज़ा दिखाई देते रहते हैं, जबकि चमक का स्तर 80% से ऊपर बना रहता है, जबकि उपचारित नमूने तेजी से बिगड़ जाते हैं। यहाँ जादू यह नहीं है कि IPDA को पूरी तरह से खत्म कर दिया गया है। बजाय इसके, निर्माता ऑक्सीकरण प्रक्रियाओं को धीमा करने के लिए स्टेरिक हिंडरेंस तकनीकों का उपयोग करके इसकी प्रतिक्रिया को समायोजित करते हैं। वे उन परेशान करने वाले मूलकों को पकड़ने के लिए कार्यात्मक संवर्धक भी मिलाते हैं जो उन उबाऊ क्विनोन इमाइन्स के निर्माण को रोकते हैं। खिड़कियों की कोटिंग, स्पष्ट कंपोजिट भाग बनाने या ऐसे उत्पादों की फिनिशिंग जैसे कठिन कार्यों के लिए जो वर्षों तक अच्छे दिखने की आवश्यकता रखते हैं, इन लाइका संशोधनों का वास्तविक उद्योग मानकों के अनुसार समय के साथ चीजों को तेज और आकर्षक बनाए रखने में वास्तव में बड़ा अंतर डालते हैं।

सामान्य प्रश्न अनुभाग

आईपीडीए-उपचारित एपॉक्सी में पीलापन क्यों आता है?

पीलापन मुख्य रूप से आईपीडीए में मौजूद द्वितीयक एमीन्स के ऑक्सीकरण के कारण होता है, जिससे क्रोमोफोर्स का निर्माण होता है जो दृश्यमान प्रकाश को अवशोषित करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप रंगहीनता आती है।

यूवी त्वचा का आईपीडीए-आधारित सामग्री पर क्या प्रभाव पड़ता है?

यूवी त्वचा फोटोऑक्सीकरण को ट्रिगर करती है, जिससे क्विनोन इमाइन्स का निर्माण होता है जो नीली प्रकाश तरंग दैर्ध्य को अवशोषित करते हैं, जिससे विशेष रूप से सामग्री की सतह पर पीलापन आता है।

क्या पीलापन प्रक्रिया को धीमा किया जा सकता है या रोका जा सकता है?

हाँ, लाइका-संशोधित उपचार एजेंट्स का उपयोग करके पीलापन प्रक्रिया को काफी हद तक कम किया जा सकता है, जो यूवी स्थिरता में सुधार करते हैं और ऑक्सीकरण को रोकने के लिए सहायक तत्व शामिल करते हैं।