پایدار کننده‌ های حرارتی (Thermal stabilizer)

پایدار کننده‌ های حرارتی موادی هستند که برای افزایش پایداری حرارتی پلیمر ها به آن‌ها اضافه می‌ شوند. آن‌ها با جذب رادیکال‌ های آزاد و سایر گونه‌ های فعال که می‌ توانند باعث تخریب پلیمر شوند، عمل می‌کنند.

پایدار کننده های حرارتی برای حفظ خواص پلاستیک و افزایش طول عمر آنها ضروری هستند. آنها در طیف وسیعی از کاربردها از جمله لوله کشی، سیم کشی، وینیل و بسته بندی مواد غذایی استفاده می شوند.

انواع مختلفی از پایدار کننده‌ های حرارتی وجود دارد، اما رایج‌ ترین آن‌ها عبارتند از:

1- ترکیبات آلی فلزی

اینها پایدار کننده های حرارتی کمتر سمی هستند که اغلب در کاربردهای مواد غذایی و پزشکی استفاده می شوند. با این حال، آنها به اندازه ترکیبات آلی قلع موثر نیستند.  مانند نمک‌های سرب، کادمیوم و باریم. این ترکیبات با جذب رادیکال‌های آزاد و اسید هیدروکلریک که در طول تخریب پلیمر تشکیل می‌شوند، عمل می‌کنند.

2- ترکیبات آلی

این پایدار کننده های حرارتی بسیار موثری هستند که برای سال ها مورد استفاده قرار گرفته اند. با این حال، آنها می توانند سمی باشند و بنابراین استفاده از آنها در برخی از برنامه ها محدود می شود. مانند فنول‌ها و آمین‌ها. این ترکیبات نیز با جذب رادیکال‌های آزاد عمل می‌کنند.

3- معدنی

نوعی پایدار کننده حرارتی هستند که از مواد معدنی مانند کلسیم و روی ساخته شده اند. آنها نسبتاً غیر سمی و در طیف وسیعی از کاربردها موثر هستند.مانند اکسید روی و اکسید تیتانیوم. این ترکیبات با جذب اشعه ماوراء بنفش که می‌تواند باعث تخریب پلیمر شود، عمل می‌کنند.

پایدارکننده های ارگانوفسفات، اینها نوع جدیدتری از پایدارکننده حرارتی هستند که بسیار هستند. موثر و غیر سمی آنها اغلب در کاربردهای با کارایی بالا مانند قطعات خودرو و لوازم الکترونیکی استفاده می شوند.

پایدار کننده های حرارتی به انواع مختلف پلیمرها اضافه می شوند:

پلی وینیل کلراید (PVC)

PVC به دلیل تمایل به تجزیه در دمای بالا به پایدار کننده حرارتی نیاز دارد. پایدارکننده های حرارتی به جلوگیری از آزاد شدن اسید هیدروکلریک، که می تواند باعث خوردگی تجهیزات پردازش و تغییر رنگ محصول شود، کمک می کند.

پلی اتیلن (PE)

PE در برابر تخریب حرارتی نسبت به PVC مقاوم تر است، اما هنوز هم می تواند در دمای بالا تجزیه شود. پایدارکننده های حرارتی می توانند به افزایش عمر مفید محصولات PE و جلوگیری از تغییر رنگ آنها کمک کنند.

پلی پروپیلن (PP)

PP در برابر تخریب حرارتی از PE مقاوم تر است، اما هنوز هم می تواند در دمای بالا تجزیه شود. پایدارکننده های حرارتی می توانند به افزایش عمر مفید محصولات PP و جلوگیری از تغییر رنگ آنها کمک کنند.

پلی استایرن (PS)

PS به دلیل تمایل به تخریب در دمای بالا به پایدار کننده حرارتی نیاز دارد. پایدارکننده های حرارتی می توانند به جلوگیری از آزاد شدن گاز استایرن، که می تواند برای سلامتی مضر باشد، کمک کنند.

پایدارکننده های حرارتی جزء ضروری بسیاری از محصولات پلیمری هستند. آنها به افزایش عمر مفید این محصولات و جلوگیری از تغییر رنگ و سایر مشکلات کمک می کنند.

پایدارکننده‌های حرارتی در طیف وسیعی از کاربردها، از جمله موارد زیر استفاده می‌ شوند:

• لوله و اتصالات

• سیم و کابل

• ورق و فیلم

• قالب‌گیری و اکستروژن

در مورد PVC، پایدار کننده های حرارتی برای جلوگیری از واکنش های تجزیه ای که می تواند در طول پردازش و استفاده رخ دهد، اضافه می شوند. این واکنش ها می تواند منجر به آزاد شدن اسید هیدروکلریک (HCl) شود که می تواند باعث خوردگی تجهیزات و تغییر رنگ محصول شود. پایدارکننده های حرارتی همچنین می توانند به بهبود خواص مکانیکی و الکتریکی PVC کمک کنند.

متداول ترین نوع پایدار کننده های حرارتی مورد استفاده در PVC ترکیبات آلی قلع هستند. این ترکیبات موثر هستند و نسبتاً ارزان هستند. با این حال، آنها می توانند سمی باشند و برای محیط زیست مضر باشند. به همین دلیل، تقاضا برای جایگزین های سمی تر مانند پایدارکننده های بر پایه کلسیم و ارگانوفسفر در حال افزایش است.

انتخاب پایدار کننده حرارتی مناسب برای کاربرد خاص به تعدادی از عوامل بستگی دارد، از جمله:

نوع PVC مورد استفاده

دمای پردازش

خواص مورد نظر محصول نهایی

الزامات زیست محیطی

پایدار کننده‌ های حرارتی برای اطمینان از عملکرد صحیح و ماندگاری طولانی‌ مدت محصولات پلیمری ضروری هستند. آن‌ ها با محافظت از پلیمر ها در برابر تخریب حرارتی، به آن‌ ها کمک می‌ کنند تا در برابر گرمای زیاد، نور ماوراء بنفش و سایر شرایط سخت محیطی مقاومت کنند.