Помощь

Светостабилизаторы или УФ-стабилизаторы

Под действием света в полимерных материалах протекают первичные фотохимические и вторичные термические и фотохимические процессы, в результате которых происходит разрушение материала. Для уменьшения этого воздействия применяют светостабилизаторы или УФ-стабилизаторы (фотостабилизаторы). Это вещества, которые снижают скорость одной или нескольких стадий процесса.  Светостабилизаторы  (УФ-стабилизаторы) классифицируют по основному механизму действия (антиоксиданты,  УФ абсорберы, тушители возбужденных состояний, экранирующие добавки и др.),   по химическому строению (арилсалицилаты, гидроксибензофеноны, гидроксифенилбензотриазолы, пространственно-затрудненные амины и др.),  по техническому назначению (светостабилизаторы полимеров, красителей, и т. д.).

Эффективность светостабилизаторов зависит от многих составляющих: от их природы и концентрации, от яркости и интенсивности светового излучения, от самого стабилизируемого материала.

Недавно наша компания вывела на рынок концентрат  УФ-стабилизатора Lightform PP 39/15.  В отличие от обычных светостабилизаторов, он стоек к пестицидам, в том числе сернистым соединениям, и предназначен для защиты от разрушительного действия солнечного света и ультрафиолетового излучения пленки и спанбонда  сельскохозяйственного назначения.  

Сейчас крупные отечественные производители нетканых материалов приступили к испытанию агроспанбонда со светостабилизатором Lightform PP 39/15.

Новый светостабилизатор не меняет традиционные достоинства спанбонда:  способность пропускать влагу, воздух, нужный для растений спектр света, легкость. Так же агроспанбонд остается полностью экологичным и безопасым для людей и растений.

Описание продуктов можно найти по ссылкам:

Уф-стабилизаторы для нетканых материалов.

УФ-стабилизаторы для полиэтиленовых и полипропиленовых пленок.



ВЫБОР ПАРНИКОВОЙ ПЛЕНКИ - ДЕЛО ТОНКОЕ.

Статья опубликована на сайте "Пластинфо".

В наше время производство овощей, ягод, цветов превращается в высокотехнологичную отрасль, которая использует самые современные и сложные материалы. Технический прогресс коснулся не только таких сфер, как удобрения, средства защиты растений, но и охватил такой, казалось бы простой продукт, как тепличные и парниковые пленки. О том, что могут предложить аграриям специалисты полимерной отрасли и на что нужно обращать внимание при выборе пленки, рассказали наши эксперты: Татьяна Серова, генеральный директор ООО «Интернешнл Пластик Гайд» (Россия) и Hemant Minоcha, технический директор «Rajiv Plastic Industry» (Индия).

По словам Татьяны Серовой, для сельскохозяйственных целей востребованы: полиэтиленовые тепличные и парниковые пленки; и неткатый полипропиленовый материал спанбонд– для мульчирования. При неоспоримых достоинствах полимерных материалов (например, полиэтиленовая пленка – относительно дешевая, легкая, хорошо пропускает солнечный свет и удерживает тепло), ониимели ряд недостатков, ограничивающих рост спроса. Такие материалы разрушались под воздействием ультрафиолета, запотевали, притягивали к своей поверхности пыль и др. В результате срок их службы был довольно короткий. Современная наука разработала целый ряд добавок, придающих сельскохозяйственным пленкам и спанбонду специальные свойства и защищающих их от преждевременного разрушения и изменения микроклимата внутри теплиц и парников. Это УФ-стабилизаторы, УФ-абсорберы, антифоги, антиблоки и др. Часть из этих добавок, например, антиоксиданты востребованы не только для производства пленок, но и для изготовления садовой мебели, ведер, пластиковых пакетов и др. изделий.

Безимени-44.jpg

Подробно о механизмах действия добавок и свойствах, которые они придают готовым изделиям, рассказал Hemant Minоcha, технический директор Rajiv Plastic Industry. Компания имеет собственную научно-техническую лабораторию. На сегодняшний день производит широкий ассортимент добавок для изготовления полимерных пленок, упаковки, ТНП.

Безимени-3.jpg

Как видно из рисунка, негативное влияние на полимерные изделия оказывают находящиеся в воздухе пыль, влага. Но самый главный враг парниковых и тепличных пленок, а так же изделий, находящихся под открытым небом - солнечный свет, точнее ультрафиолетовое излучение с длиной волны 320-400 нм, которое хорошо проникает в полимер и разрушает его. Тепличная пленка, в силу своего назначения, практически постоянно подвержена интенсивному влиянию УФ-лучей. В результате активного облучения происходит быстрое «старение полимера». Оно проявляется в распаде макромолекул полиэтилена на отдельные цепочки. Разрушение внутренней структуры приводит к снижению эластичных свойств пленки: она становится хрупкой, ломкой, начинает рассыпаться. Поэтому самые востребованные добавки для таких изделий – УФ-стабилизаторы. Сейчас практически невозможно представить производство сельскохозяйственных пленок без светостабилизаторов. Потому что не защищенные такими стабилизаторами пленки прослужат всего несколько месяцев. Данные добавки могут продлить срок службы изделий до 3-4 лет.

УФ-стабилизаторы, выпускаемые по рецетурам «Rajiv Plastic Industry» и его российского партнера «Интернешнл Пластик Гайд», получили название Lightform. Это название зарегистрировано как торговая марка.

Чаще всего светостабилизаторы – это амины, который имеют разветвленную структуру. Современные светостабилизаторы, в основном, относятся к типу HALS (пространственно-затрудненные амины). При воздействии УФ-излучения в полимере образуются свободные радикалы. Светостабилизатор захватывает их и превращает в стабильные группы, тем самым предотвращая разрушение полимера.

Выбор светостабилизатора зависит от вида полимера (ПЭ или ПП), толщины, назначения изделия, срока службы. У тепличных пленок – учитывают так же количество слоев, что будут выращивать, но самый главный вопрос - будут ли применяться химические вещества, в частности, пестициды. Дело в том, что часть пестицидов разрушают некоторые виды светостабилизаторов и они перестают выполнять свои функции. Пленка даже с УФ-стабилизатором оказывается не защищенной перед солнечной радиацией и быстро стареет.

Hemant Minоcha, технический директор Rajiv Plastic Industry, разделил пестициды на 5 условных категорий по степени воздействия на светостабилизаторы на основе HALS.


Безимени-5.jpg

..

Некоторые пестициды, например, диметоат, флуфеноксурон, метрафенон и ряд других – не оказывают влияние на светостабилизаторы. Но метрам, тиурам или сера – отличаются сильным действием на добавки. Поэтому под каждую группу пестицидов подбирают определенный вид светостабилизаторов.

Хочется предостеречь от неверного толкования таблицы. Приведенная выше классификация никак не характеризует токсичность пестицидов или их влияние на растения. Например, такой пестицид, как сера, меньше всего вредит экологии, но является разрушителем многих видов УФ-стабилизаторов.

Так же в пленках сельскохозяйственного назначения используют - УФ-абсорберы и гасители, но реже, чем светостабилизаторы. УФ-абсорберы тоже поглощают вредное, обладающее большим запасом энергии УФ- излучение и преобразуют его в безвредную тепловую энергию. УФ-абсорберы предотвращают появление свободных радикалов, а УФ –стабилизаторы уже борются с ними.

Hemant Minocha рассказал и о других добавках, которые активно применяются при изготовлении полимерных изделий, в том числе сельскохозяйственных пленок (тепличных, парниковых и пленок для мульчирования). Так, слово «антиоксиданты» сейчас очень модное. Но оно актуально не только для тех, кто заботится о своем здоровье, но и для производителей полимерных изделий. Антиоксиданты защищают тепличные пленки и др. изделия от разрушительного действия кислорода. Он начинает разрушать изделие еще во время его изготовления, а затем и в процессе эксплуатации, вызывая процесс окисления, который ведет к распаду полимерных цепей и их последующему разложению. В результате изделие очень быстро мутнеет, меняет цвет, «стареет». Введение антиоксиданта может на некоторое время приостановить этот процесс, удлинить так называемый индукционный период, в течение которого не происходит видимых изменений.

Различают несколько видов антиоксидантов: первичные – затрудненный фенол, вторичные – органофосфиты , тиостабилизаторы. Механизм действия у них различен. Но принцип один – нейтрализация свободных радикалов. В большинстве случаев при изготовлении изделий используют смеси фенольных (первичных) и фосфитных (вторичных) антиоксидантов.

Также при изготовлении тепличных и парниковых пленок важно использовать антифоги, которые препятствуют образованию на внутренней поверхности пленки конденсата в виде отдельных капель. Такой конденсат появляется при сильных колебаниях температуры. Из-за того, что большинство пластиковых поверхностей плохо смачиваются водой, осевшая на поверхности влага формируется в капли. Вред такого конденсата хорошо известен всем, кто когда-либо выращивал огурцы, помидоры или тюльпаны в теплицах. Он снижает пропускание света пленкой. Капли могут создавать так называемый «эффект линзы» и вызывать ожоги на цветах и плодах. Падение холодных капель часто приводит к болезням растений. Введение антифогов повышает смачиваемость поверхности полимера. И в результате капли воды не падают, а растягиваются, сами превращаются в тонкую пленку, и при достаточном наклоне равномерно стекают по поверхности. Такая пленка не уменьшает, а даже увеличивает светопропускание.

Многие добавки, в частности, антифоги, наносятся только на внутренний слой пленки. Поэтому при монтаже теплиц очень важно следить за тем, чтобы материал был расположен правильно.

При изготовлении пленок селькохозяйственного назначения так же используются антиблоки. Их назначение – предотвратить слипание прилегающих слоев пленки. Используют и многие другие добавки, которые не столько влияют на потребительские свойства изделия, сколько облегчают сам процесс их изготовления.

Для увеличения срока хранения селькохозяйственных продуктов: овощей, фруктов, мяса и др., упакованных в пластиковые контейнеры и пакеты, Rajiv Plastic Industry предлагает добавку Keep-Fresh ® на основе нано-серебра. Подобные аддитивы уже не первый год используются на российском и мировом полимерных рынках и хорошо себя зарекомендовали. Их предлагают некоторые российские и зарубежные компании. Механизм действия таков. Свежие фрукты портятся в первую очередь из- за образования этилена в кожуре, который запускает процесс созревания. Добавки на основе специальных поглотителей и улавливателей контролируют концентрацию этилена и не дают ему влиять на продукт, тем самым увеличивает срок его хранения. А нано-серебро обладает антимикробной активностью.

Подводя итоги можно сказать, что сельскохозяйственные пленки и др. пластиковые изделия стали высокотехнологичными. В их состав включены различные функциональные добавки, сохраняющие их качество и значительно увеличивающие срок службы. И работа в этом направлении продолжается, что позволяет совершенствовать изделия из них (в частности, сельхозпленки), наделяя их новыми свойствами и усиливая существующие.

Из-за высокой конкуренции производители добавок для полимеров вынуждены удерживать рост цен на свою продукцию и следить за соотношением цена/качество. У индийских производителей есть свои преимущества. Индия – страна, в которой полимерная отрасль не только отличается богатыми научными традициями, но и активно развивается в наши дни. Это связано с тем, что в Индии доступно природное сырье: рапсовое, пальмовое, касторовое масло, которое используют для изготовления многих добавок и красителей.

Так же можно сказать, что стоимость современных пленок, содержащих светостабилизаторы, антиоксиданты, антиблоки и др. важные добавки, уже вполне доступна. Тем не менее, сам процесс изготовления таких пленок – не прост и требует специального оборудования, квалификации специалистов, тщательного соблюдения технологий и рецептур. Так же компания «Интернешнл Пластик Гайд», российский дистрибьютор Rajiv Plastic Industry, оказывает технологическую поддержку производителям полимерных изделий.

Стоит учитывать, что срок службы изделий, в частности пленок сельскохозяйственного назначения, зависит не только от наличия в них функциональных добавок, но и от ряда других характеристик. Например, от толщины и количества слоев. Более толстая пленка (в 150 микрон) прослужит дольше, чем тонкая ( в 100 микрон). И 3-слойная пленка переживет 1-слойную. Так же срок службы зависит от погодных условий, натяжения пленки на теплице и других факторов.

Еще один сложный вопрос – это ГОСТы. Они разрабатывались еще в 80-е гг. и во многом устарели. Поэтому за качество пленок, наличия в них заявленных добавок и соблюдение технологий отвечает сам производитель. Компании, выпускающие продукцию для своего региона, знающие местные условия не понаслышке и берегущие свою репутацию, возможно, будут хорошим выбором.