1.Aġenti kontra l-idroliżiprimarjament jimmiraw li jimblokkaw il-proċess ta' idroliżi tal-polimeri tal-poliester.

F'applikazzjonijiet li jużaw polimeri li fihom bonds ta' ester, bħal PBT, PET, PLA, u poliuretani (TPU, CPU), il-molekuli tal-ilma jattakkaw faċilment il-bonds tal-ester jew tal-uretan fil-katina molekulari taħt kundizzjonijiet ta' temperatura u umdità għolja. Dan iwassal għal ksur tal-katina u idroliżi, tnaqqis fil-piż molekulari tal-polimeru, u konsegwentement, fraġilità, qsim, u telf ta' prestazzjoni. Aġenti anti-idroliżi jintużaw biex jikkontrobattu dan il-proċess ta' idroliżi. L-aġenti anti-idroliżi huma prinċipalment maqsuma f'żewġ kategoriji: reattivi u fiżiċi. Aġenti anti-idroliżi reattivi jeliminaw is-siti ta' bidu jew il-prodotti tal-idroliżi permezz ta' reazzjonijiet kimiċi, u jirrappreżentaw il-metodu ewlieni u effiċjenti ħafna. Aġenti anti-idroliżi fiżiċi, min-naħa l-oħra, jimblokkaw jew jassorbu l-umdità permezz ta' azzjoni fiżika.

L-inibituri tal-idroliżi fiżika ma jipparteċipawx f'reazzjonijiet kimiċi iżda jipprevjenu l-penetrazzjoni tal-umdità permezz ta' mezzi fiżiċi. Tipi rappreżentattivi jinkludu żeoliti, ossidu tal-kalċju (CaO), trab diatomaċew, silani, u xama'. Iż-żeoliti u l-ossidu tal-kalċju, permezz tal-istruttura poruża jew ir-reazzjonijiet kimiċi tagħhom, jassorbu u jissakkru l-umdità assorbita mill-polimeru waqt l-ipproċessar u l-użu, primarjament jipproteġu l-materjali mid-degradazzjoni minħabba ammonti żgħar ta' umdità qabel l-ipproċessar (bħall-iffurmar bl-injezzjoni u l-estrużjoni), essenzjalment jaġixxu bħala proprjetajiet "dessikanti". Is-silani u x-xama', min-naħa l-oħra, jemigraw lejn il-wiċċ tal-prodott, u jiffurmaw barriera idrofobika, jew jestendu l-mogħdija tal-penetrazzjoni tal-umdità permezz ta' mili f'saffi (bħat-tafal), primarjament jipproteġu l-wiċċ tal-materjal.

L-inibituri reattivi tal-idroliżi jistgħu jirreaġixxu mal-gruppi karbossiliċi (-COOH) fit-truf tal-katini tal-polimeri jew mal-gruppi karbossiliċi ġġenerati waqt l-idroliżi, u b'hekk jinterrompu l-proċess awtokatalitiku tal-idroliżi u b'hekk jiksbu effett fundamentali ta' stabbilizzazzjoni. Dawn jinkludu prinċipalment inibituri tal-idroliżi tal-karbodiimide, l-oxazoline, l-epossi, u l-ażiridina.

2. Il-karbodiimide huwa l-inibitur tal-idroliżi reattiva l-aktar vantaġġjuż u użat ħafna.

Il-karbodiimidi bħalissa huma l-aktar klassi użata u effettiva ta' aġenti anti-idroliżi. Huma jirreaġixxu mal-gruppi karbossiliċi prodotti mill-idroliżi tal-polimeri biex jiffurmaw N-aċilurea stabbli, u b'hekk jeliminaw il-katalist għar-reazzjoni tal-idroliżi u jinterrompu ċ-ċiklu awtokatalitiku. Id-derivattivi tal-ossażolina, klassi importanti oħra ta' aġenti anti-idroliżi reattivi, għandhom ċirku tal-ossażolina bħala l-grupp funzjonali reattiv tagħhom. Iċ-ċirku tal-ossażolina jista' jirreaġixxi kemm mal-gruppi karbossiliċi kif ukoll mal-gruppi idrossiliċi biex jifforma amidi jew diesteri esteri, u b'hekk jistabbilizza t-truf tal-polimeru. Il-polimeri funzjonalizzati bl-epossi jużaw ir-reattività għolja tal-gruppi epossidiċi biex jipprovdu stabbilizzazzjoni. Il-gruppi epossidiċi jistgħu jirreaġixxu mal-gruppi karbossiliċi, idrossiliċi, u anke amino, u b'hekk jillimitaw dawn il-gruppi reattivi.

Tabella: Paragun ta' Reżistenti Komuni għall-Idroliżi Reattiva

Tipi ta' aġenti anti-idroliżi	karbodiimide	Polimeri tal-grupp funzjonali epossidiku	Ossażolinidi
Mekkaniżmu Ewlieni	Jirreaġixxi mal-gruppi karbossiliċi prodotti mill-idroliżi biex jiġġenera N-aċilurea stabbli, u b'hekk jinterrompi ċ-ċiklu awtokatalitiku.	Il-grupp epossidiku tiegħu jista' jirreaġixxi ma' diversi gruppi bħal gruppi karbossiliċi, idrossiliċi, u amino.	Iċ-ċirku oxazoline tiegħu jista' jirreaġixxi ma' gruppi karbossiliċi u idrossiliċi.
Vantaġġi ewlenin	●Reżistenza estremament għolja għall-idroliżi, bl-aktar effett sinifikanti.	●Multifunzjonalità: Tgħaqqad il-funzjonijiet tal-estensjoni tal-katina u t-tiswija tal-molekuli degradati.	● Reazzjoni bifunzjonali, b'firxa wiesgħa ta' applikazzjonijiet
	L-ammont miżjud huwa żgħir (0.5%-2.0%), b'impatt minimu fuq il-proprjetajiet intrinsiċi tal-materjal.	●Jista' jtejjeb is-saħħa tat-tidwib u l-viskożità	● Jista' jintuża bħala kompatibilizzatur f'ċerti sistemi.
	● Sigurtà relattivament tajba	● Kompatibilità tajba mal-polimeri
Żvantaġġi ewlenin	● Spiża relattivament għolja	●Bħala aġent wieħed kontra l-idroliżi, l-effiċjenza tiegħu mhijiex speċifika daqs dik tal-karbodiimide.	● L-ispejjeż ġeneralment ikunu l-aktar għoljin
	● Jimmira primarjament lejn gruppi karbossiliċi; ma jirreaġixxix direttament mal-gruppi idrossiliċi.	● Iż-żieda eċċessiva tista' twassal għal cross-linking jew ġelazzjoni.	● M'għandux vantaġġ fl-effiċjenza f'applikazzjonijiet għal skopijiet ġenerali
Applikazzjonijiet tipiċi	● Poliester: PBT, PET, PLA, PBAT	● Riċiklaġġ tal-plastik: Tiswija ta' rPET, eċċ.	● Poliester (PET, PBT)
	● Poliuretan: TPU, CPU (qigħan taż-żraben, pajpijiet, eċċ.)	● Poliamide (Najlon)	●Poliamide
		● Sistemi tal-poliester li jeħtieġu tħaxxin simultanju	● Liga tal-polimeru (bħala kompatibilizzatur)

 

3. Il-karbodiimide jimblokka l-proċess tal-idroliżi billi jirreaġixxi ma' aċidi karbossiliċi biex jifforma strutturi ta' aċilurea.

Il-polimeri tal-poliester juru stabbiltà fqira fl-umdità. Taħt kundizzjonijiet ta' temperatura u umdità għolja, ir-rabtiet tal-ester fil-polimeru jirreaġixxu mal-ilma, u jikkawżaw li l-istruttura tal-katina twila tal-makromolekula tinkiser u tiġġenera gruppi karbossiliċi terminali. Dawn il-gruppi karbossiliċi terminali jistgħu jonizzaw joni H+, u jikkatalizzaw aktar ir-reazzjoni tal-idroliżi bl-aċidu, u fl-aħħar mill-aħħar iwasslu għal tnaqqis sinifikanti f'diversi proprjetajiet tal-materjal u ħajja ta' servizz imqassra ħafna. Il-komposti tal-karbodiimide, li fihom gruppi funzjonali karbodiimide (N=C=N), jistgħu jirreaġixxu mal-gruppi karbossiliċi ġġenerati waqt l-idroliżi tal-polimeru biex jiffurmaw strutturi stabbli ta' aċilurea, u fl-istess ħin inaqqsu l-konċentrazzjoni tal-grupp karbossiliku u jipprevjenu aktar idroliżi. Huma fost l-aġenti anti-idroliżi l-aktar użati disponibbli bħalissa.

L-aġenti anti-idroliżi tal-karbodiimide huma diversi u jistgħu jiġu kklassifikati b'mod ġenerali f'tipi monomeriċi u polimeriċi. Il-komposti monomeriċi tal-karbodiimide fihom biss grupp funzjonali wieħed tal-karbodiimide u huma komposti ta' molekuli żgħar. Il-komposti polimeriċi tal-karbodiimide tipikament fihom żewġ gruppi funzjonali jew aktar tal-karbodiimide, għandhom piż molekulari relattivament għoli, u jappartjenu għat-tip ta' struttura polimerika b'katina twila.

Karbodiimid monomerikuaġenti anti-idroliżiHuma likwidi jew kristalli sofor jgħajtu għal kannella f'temperatura tal-kamra. Huma solubbli f'solventi organiċi iżda insolubbli fl-ilma, u għandhom vantaġġi bħal purità għolja, preparazzjoni sempliċi, u reattività għolja. 2,6-Diisopropylphenyl)carbodiimide huwa l-aġent anti-idroliżi monomeriku tal-carbodiimide l-aktar użat kummerċjalment disponibbli.

 

Il-karbodiimidi polimeriċi huma trabijiet sofor sa kannella jew likwidi viskużi f'temperatura tal-kamra, b'massa molekulari relattiva ġeneralment akbar minn 1000, filwaqt li l-massa molekulari relattiva tal-oligomeri hija kkontrollata għal madwar 2000. Il-karbodiimidi polimeriċi tipikament jinkisbu billi jirreaġixxu monomeri diisoċjanati, katalisti, solventi, u aġenti li jagħlqu t-truf f'temperaturi adattati. L-ewwel, il-monomeri diisoċjanati jgħaddu minn reazzjoni ta' kondensazzjoni taħt katalist biex jinkiseb prepolimeru li fih gruppi multipli ta' karbodiimidi u gruppi tat-truf ta' isoċjanat. Imbagħad, il-gruppi isoċjanati jirreaġixxu ma' idroġenu attiv mill-aġent li jagħlaq it-truf biex jinkisbu polikarbodiimidi. Il-polikarbodiimidi tipiċi jinkisbu billi jiġi kkondensat 2,4,6-triisopropylphenyl-1,5-diisoċjanat u jagħlaq it-truf b'2,6-diisopropylphenyl monoisoċjanat.

 

4. Oqsma tipiċi ta' applikazzjoni tal-karbodiimide

Il-PET, bħala l-aktar materjal komuni tal-poliester, għandu proprjetajiet mekkaniċi eċċellenti, stabbiltà dimensjonali, reżistenza kimika, u proprjetajiet ottiċi, u jintuża ħafna fl-agrikoltura, l-industrija, il-kostruzzjoni, il-mediċina, u l-oqsma tal-karozzi. Il-PET huwa prodott permezz tal-polikondensazzjoni tal-PTA u l-etilene glikol; il-bonds tal-ester huma suxxettibbli ħafna għad-degradazzjoni idrolitika, li twassal għal tnaqqis fil-viskożità tal-polimeru u deterjorament sever tal-prestazzjoni. L-idroliżi tal-PET tillimita l-applikazzjoni tal-prodotti downstream tiegħu f'ambjenti ta' temperatura għolja, umdi, jew ta' barra. Riċerka relatata sabet li l-inkorporazzjoni ta' aġenti monomeriċi kontra l-idroliżi fil-masterbatch tal-PET biex tipprepara kampjuni tal-film ittejjeb ir-reżistenza għas-sħana, it-tixjiħ bis-sħana umda, u t-titwil fil-ksur tal-prodotti tal-film. Il-karbodiimide aromatiku juri prestazzjoni ta' idroliżi partikolarment tajba.

Is-sintesi tal-poliuretan tutilizza varjetà wiesgħa ta' monomeri, tippermetti reazzjonijiet ikkontrollati, u toffri vantaġġi bħal saħħa għolja, reżistenza għall-brix, reżistenza tajba għat-temperatura, u faċilità ta' pproċessar. Jintuża ħafna f'adeżivi, kisi, elastomeri, plastiks fowmati, u fibri sintetiċi. Il-poliuretan tat-tip poliester huwa ppreparat minn polioli tal-poliester oligomeriċi, li fihom ħafna bonds ta' ester fil-ktajjen molekulari tagħhom, li jirriżultaw f'reżistenza fqira għall-idroliżi. L-aġenti anti-idroliżi tal-karbodiimidi għandhom effetti avversi minimi fuq is-sintesi tal-poliuretan u jistgħu jiżdiedu mal-poliol tal-poliester matul il-proċess tas-sintesi. Barra minn hekk, il-karbodiimidi polimeriċi ppreparati permezz ta' kondensazzjoni ta' isoċjanat fihom gruppi tat-tarf -N=C=O, li jippermettulhom jipparteċipaw fir-reazzjoni biex jippreparaw poliuretan reżistenti għall-idroliżi. Barra minn hekk, il-karbodiimidi jistgħu jiżdiedu waqt it-taħlit tal-poliuretan. Studji relatati wrew li ż-żieda ta' karbodiimidi tista' tnaqqas il-valur inizjali tal-aċidu tal-poliol tal-poliester, tinibixxi l-idroliżi tal-poliester, u ttejjeb b'mod effettiv ir-reżistenza għall-idroliżi tat-TPU.

Polimeri bijodegradabbli bbażati fuq il-poliester bħal PBAT, PLA, u aċidu poliglikoliku (PGA) għandhom bijokompatibilità tajba, bijodegradabbiltà, sigurtà, nuqqas ta' tossiċità, u proprjetajiet fiżiċi u mekkaniċi tajbin, li juru wegħda kbira f'apparati mediċi, materjali tal-ippakkjar, u agrikoltura. Madankollu, dawn il-materjali bijodegradabbli kollha jsofru minn stabbiltà idrolitika u termali fqira, u jiddegradaw faċilment waqt l-ipproċessar, il-ħażna, u l-użu, u jwasslu għal degradazzjoni tal-prestazzjoni u jonqsu milli jilħqu t-tul ta' żmien mistenni tagħhom. Il-karbodiimide jista' jgħaddi minn reazzjoni ta' capping mal-gruppi karbossiliċi terminali fil-katini molekulari tal-PBAT, PLA, u PGA biex jiġġenera struttura ta' aċilurea relattivament stabbli, li fl-istess ħin tinibixxi l-idroliżi u ttejjeb l-istabbiltà termali.

L-MDI modifikat bil-carbodiimide (magħruf ukoll bħala MDI likwifikat) huwa wieħed mill-prodotti modifikati ewlenin tad-diphenylmethane diisocyanate (MDI). Jiġi prodott mir-reazzjoni ta' kondensazzjoni tal-MDI taħt l-azzjoni ta' katalist biex jiġġenera gruppi carbodiimide. L-MDI modifikat bil-carbodiimide huwa kkaratterizzat minn li jkun likwidu f'temperatura tal-kamra, faċli biex jinħażen, u għandu żmien twil fuq l-ixkaffa. Fl-istess ħin, jista' jtejjeb b'mod sinifikanti r-reżistenza għall-idroliżi tal-materjali tal-polyurethane.

Jekk trid tkun taf aktar prodotti ta' aġenti kontra l-idroliżi, tħossok liberu liikkuntattjana.