EN
Ինչո՞ւ է IPDA-ն նպաստում դեղնմանը՝ քիմիական և շրջակա միջավայրի գործոններ
IPDA-ի ալիֆատիկ դիամինի կառուցվածքը և քրոմոֆորների առաջացման ճանապարհները
IPDA-ի (իզոֆորոն դիամին) դեղնելու հիմնական պատճառը կապված է դրա հատուկ ալիֆատիկ, ճյուղավորված կառուցվածքի հետ, հատկապես այն երկրորդային ամին խմբերի հետ, որոնք այնտեղ ենք տեսնում: Երբ այս նյութը ենթարկվում է ջերմության, լույսի կամ պարզապես թթվածնի ազդեցությանը, ամինները սկսում են օքսիդանալ: Այնուհետև տեղի է ունենում հետաքրքիր գործընթաց՝ առաջանում են կոնյուգացված կրկնակի կապեր և կարբոնիլ խմբեր, որոնք էլ վերածվում են փոքրիկ գունավոր ագենտների՝ այսպես կոչված քրոմոֆորների: Այդ կառուցվածքները կլանում են տեսանելի լույսը մոտավորապես 400-500 նանոմետր տիրույթում, ինչի պատճառով էլ մենք տեսնում ենք դեղնավունից մինչև շագանակավուն գունավորում: Արժե նշել, որ երբ այդ կրկնակի կապերից յոթ կամ ավելին հարկավոր կերպով հարթված են, կլանման գործընթացը դառնում է շատ ուժեղ: IPDA-ի դեմ աշխատող մեկ այլ գործոն ստերիկ խոչընդոտումն է, որն այն ավելի խոցելի դարձնում է ազատ ռադիկալների նկատմամբ, քան ուղիղ շղթայում առկա ալիֆատիկ ամինները: Սա նպաստում է գունավոր կառուցվածքների ավելի արագ առաջացմանը: Օրինակ, եթե IPDA պարունակող նյութերը մոտավորապես 80 աստիճան Ցելսիուսով պահվեն 500 ժամ, փորձարկումները ցույց են տալիս, որ գույնի փոփոխությունը (չափված որպես Delta E) կրճատվում է 3-ից 5 միավոր, հիմնականում այն պատճառով, որ ժամանակի ընթացքում կուտակվում են այդ կարբոնիլ խմբերը:
Ջերմային ավարտվածություն ընդդեմ UV ազդեցության. IPDA-ի կողմից առաջացված դեղնոցի տարբեր մեխանիզմներ
IPDA-ով հիդրոլիզված էպօքսիդները դեղնում են հիմնարարորեն տարբեր ճանապարհներով՝ կախված շրջակա միջավայրի լարվածությունից.
| Մեխանիզմ | Հիմնական գունավոր միացություններ | Հիմնարար ազդող գործոններ |
|---|---|---|
| Ջերմային ավարտվածություն | Կարբոնիլներ, կոնյուգացված կապեր | Ջերմաստիճան (>60°C), թթվածին |
| UV արտադրություն | Քինոն իմիններ, ռադիկալներ | ՈՒՖ ինտենսիվություն, խոնավություն |
Երբ նյութերը մատնվում են ջերմային քայքայման, սա տեղի է ունենում օքսիդացված շղթայի կտրման անվանումով գործընթացի միջոցով, որն առաջացնում է քրոմոֆորներում կարբոնիլային խմբերի մեծ քանակ։ Խոնավությունը վիճակը վատացնում է, քանի որ խթանում է հիդրոլիզային ռեակցիաների ընթացքը։ Մյուս կողմից, երբ նյութերը ենթարկվում են UV ճառագայթման, տեղի է ունենում այլ երևույթ։ UV լույսը նախաձեռնում է այն, ինչ հայտնի է որպես լուսաօքսիդացում, որն ուղղակի ազդում է IPDA մոլեկուլների երկրորդային ամինների վրա՝ առաջացնելով քինոն իմին միացություններ, որոնք կարող են կլանել կապույտ լույսի ալիքները։ Այս տեսակի քայքայումը հիմնականում ամենախնդրահարույցն է արտաքին օգտագործման ապրանքների համար։ QUV խորհուրդներում փորձարկումները ցույց են տալիս նաև բավականին մեծ գունային փոփոխություններ։ Միայն 500 ժամ ենթարկվելուց հետո Delta E-ի արժեքները հաճախ աճում են 10 միավորից ավել, ինչը տեսողականորեն բավականին նկատելի է։ Կարևոր տարբերություններից մեկը, որը արժե նշել, այն է, թե ինչպես են այս երկու քայքայման տեսակները ֆիզիկորեն դրսևորվում։ Ջերմային դեղնումը հավասարաչափ տարածվում է ամբողջ նյութի վրա, մինչդեռ UV ճառագայթման պատճառով վնասվածքը հիմնականում մնում է մակերևույթին և սովորաբար ուղեկցվում է մակերևույթային փայլի չափումների ակնհայտ իջեցմամբ։
ՈՒՖ ավելացման դինամիկան IPDA-ով սոսնձված էպոքսիդներում
Երկրորդային ամինների լուսային օքսիդացում և քինոն իմինի կուտակում
Երբ նյութերը ենթարկվում են արտաքին մանրամասների ազդեցության, IPDA մոլեկուլների երկրորդային ամինների հետ տեղի է ունենում հետաքրքիր երևույթ: Դրանք ենթարկվում են լուսային օքսիդացման գործընթացների, որոնք ստեղծում են դեղին միացություններ՝ կոչված քինոն իմին քրոմոֆորներ Նորիշի տիպի ռեակցիաների միջոցով: Խնդիրը ավելի է խորանում, երբ նյութում առկա են կարբոնիլային խառնուկներ: Այս խառնուկները հաճախ մնում են արտադրության գործընթացից հետո կամ առաջանում են նյութերի մաշվածության հետևանքով: Ինչ-որ բան է տեղի ունենում հետո՝ այդ խառնուկները ձգտում են հիդրոգենի ատոմներ վերցնել հարակա ամինային կայքերից, առաջացնելով անկայուն ռադիկալներ, որոնք արագ վերածվում են կայուն, երկարակյաց քինոն իմինների՝ ընդլայնված կոնյուգացիայի շնորհիվ: Իրական փորձարկման արդյունքները ցույց են տալիս նաև մի բան, որը վախեցնում է: Ընդամենը 500 ժամ անցկացնելուց հետո QUV փորձարկման պայմաններում FTIR անալիզը ցույց է տալիս ամինների բովանդակության 60%-ից ավելի կորուստ: Եվ ի՞նչ է տեղի ունենում հետո. սա լրիվ համընկնում է b* գույնի արժեքների աճի և նմուշներում դիտվող դեղնավուն գունավորման հետ: Ամենավատ մասը այն է, որ բարձր էներգիայով UV-B և UV-C ալիքների երկարությունները շատ արագացնում են այս քիմիական քայքայման ընթացքը:
Կորտողային փափկության, ΔE-ի և քրոմոֆոր խտության համապատասխանությունը արագացված QUV փորձարկման ընթացքում
ASTM G154 QUV եղանակի փորձարկումները ցույց են տալիս օպտիկական դեգրադացման մետրիկների միջև հզոր կապ IPDA-ով բերված համակարգերում.
- Փափկությունը (60°) նվազում է մոտ 40%՝ 300 ժամվա ընթացքում՝ դա կապված է մակերեսին ֆոտոօքսիդացվող լարվածության կողմից առաջացած միկրոճեղքերով
- δE-ն գերազանցում է 15 միավորը՝ 1000 ժամ հետո, որի 90%-ից ավելին պայմանավորված է դեղնության աճով (b* կոորդինատ)
- Քրոմոֆոր խտությունը՝ ստացված UV-Vis սպեկտրոսկոպիայի միջոցով, ցույց է տալիս գծային կապ (R² = 0.92) ΔE-ի հետ, հաստատելով քինոն իմինների գերակշռությունը որպես դեղնության հիմնական աղբյուր
Կարևոր է, որ այն նմուշները, որոնք պահպանում են >85% սկզբնական փափկություն, հաստատապես պահպանում են ΔE < 8, ինչը մակերեսի ամբողջականությունը դարձնում է գույնի կայունության պրակտիկ, իրական ժամանակում իրականացվող ցուցիչ
IPDA-ի հետ կապված դեղնության նվազեցում. Մոդիֆիկացված ամինային այլընտրանքների արդյունավետություն
LyCA-ով մոդիֆիկացված բերման ագենտները նվազեցնում են ΔE-ն 40–60%՝ 1000 ժամ QUV հետո (ASTM D4329)
IPDA-ի հարուստացման ագենտները, ալիֆատիկ դիամինների բարձր ռեակտիվության պատճառով, արևի լույսի ազդեցությամբ շատ արագ դեղնում են: Այստեղ էլ օգտակար են լինում լույսի նկատմամբ կայուն ցիկլալիֆատիկ ամինները: Այս LyCA միացություններն ունեն պինդ օղակաձև կառուցվածքներ, որոնք խոչընդոտում են օքսիդացման առաջացմանը: Բացի այդ, դրանք պարունակում են հատուկ բաղադրիչներ, որոնք կլանում են UV ճառագայթները և պայքարում ազատ ռադիկալների դեմ՝ կանխելով գույնի փոփոխությունները դրանք առաջանալուց առաջ: ASTM D4329 փորձարկման արդյունքների համաձայն՝ LyCA-ով մշակված նյութերը 1000 ժամ անցկացնելուց հետո QUV եղանակային սարքում պահպանում են գույնի կայունությունը 40-60 տոկոսով ավելի լավ, քան սովորական IPDA-ն: Գործնականում սա նշանակում է, որ գույները շատ ավելի երկար են պահպանում իրենց թարմությունը, փայլը մնում է 80%-ից բարձր, մինչդեռ չմշակված նմուշները շատ արագ քայքայվում են: Այստեղ հրաշքը նրանում չէ, որ ամբողջովին հեռացվում է IPDA-ն: Փոխարենը, արտադրողները կարգավորում են դրա ռեակցիան՝ օգտագործելով տարածական խոչընդոտման մեթոդներ՝ օքսիդացման գործընթացները դանդաղեցնելու համար: Նրանք նաև ավելացնում են ֆունկցիոնալ ավելացուկներ, որոնք բռնում են այդ անհարմար ռադիկալներին՝ մինչև դրանք կարողանան առաջացնել անհարմար քինոն իմիններ: Պատուհանների ծածկույթներ, թափանցիկ կոմպոզիտային մասերի արտադրություն կամ այնպիսի ապրանքների վերջնամշակում, որոնք տարիներ շարունակ պետք է լավ տեսք ունենան, այս LyCA փոփոխությունները իրականում մեծ տարբերություն են կազմում՝ պահպանելով տեսքի թարմությունը ժամանակի ընթացքում՝ համաձայն արդյունաբերական ստանդարտների:
FAQ բաժին
Ինչն է պատճառում IPDA-ով բուժված էպոքսիային նյութերի դեղնագույնը:
Կարմրի դեղնախառնությունը հիմնականում առաջանում է IPDA- ում երկրորդական ամինների օքսիդացման հետեւանքով, ինչը հանգեցնում է տեսանելի լույսը կլանող քրոմոֆորների ձեւավորման, ինչի արդյունքում տեղի է ունենում գույնը փոխելը:
Ինչպե՞ս է UV- ի ազդեցությունը ազդում IPDA- ի վրա հիմնված նյութերի վրա:
UV ճառագայթների ազդեցությունը առաջացնում է ֆոտոօքսիդացիա, որը ձեւավորում է քինոնային իմիններ, որոնք կլանում են կապույտ լույսի ալիքային երկարությունները, ինչը հանգեցնում է դեղինացման, հատկապես նյութի մակերեւույթին:
Կարո՞ղ է դեղնահեղուկը դանդաղեցնել կամ կանխել։
Այո, LyCA-ով մոդիֆիկացված բուժիչ միջոցների օգտագործումը կարող է զգալիորեն նվազեցնել դեղնածության գործընթացը ՝ բարելավելով UV կայունությունը եւ ներառելով օքսիդացմանը կանխող հավելումներ: