تاثير منگنز استئارات بر كارايي يك ضد اكسنده ي فنولي در تخريب گرمايي - اكسايشي پلي پروپيلن

Effect of Manganese Stearate on Stabilization Efficiency of a Phenolic Antioxidant During Thermal-Oxidation of Polypropylene

هدف اين پژوهش دستيابي به فرمولاسيون يك افزودني براي توليد فيلم هاي پلي پروپيلن اكسازيست تخريب پذير بود. افزودني يادشده مي بايست طي دوره ي عمر مفيد فراورده، ويژگي هاي آن را حفظ نمايد و پس از سپري شدن اين دوره، به سرعت موجب تخريب اكسايشي فراورده شود به طوري كه بتواند در طبيعت توسط ريزجانداران به عنوان منبع غذايي مورد استفاده قرارگيرد. رفتار اكسايش گرمايي فيلم هاي نازك پلي پروپيلن (با ضخامت 50± 250 ميكرومتر) داراي غلظت هاي وزني گوناگون از ضداكسنده ي فنولي تجاري 1010 و منگنز استيارات، به عنوان مشوق اكسايش، در هر دو حالت مذاب و جامد مورد مطالعه قرارگرفت. پايداري گرمايي-اكسايشي در حالت مذاب با استفاده از گرماسنجي روبشي تفاضلي مورد بررسي قرارگرفت. براي بررسي پايداري گرمايي-اكسايشيدر حالت جامد، آزمايش كهنه شدن در آون در دماي °C90 و سپس اندازه گيري تغيير شاخص كربنيل، ويژگي هاي كششي، شاخص جريان مذاب و چگالي بر روي نمونه ها انجام شد. نتيجه هاي آزمون هاي گوناگون نشان داد كه با تغيير نسبت غلظت هاي منگنز استيارات به ضداكسنده مي توان پايداري پليمر را در هر دو حالت مذاب و جامد تغيير داد. بر اين اساس، نشان داده شد كه نمونه ي داراي 1/0 درصد وزني منگنز استيارات و 35/0 درصد وزني ضداكسنده ي 1010 پايداري مطلوبي درهر دو حالت مذاب و جامد دارد و همچنين، پس از يك دوره ي مشخص پايداري در حالت جامد، مي تواند به سرعت متحمل اكسايش گرمايي شود. بنابراين، نتيجه گيري شد كه اين فرمولاسيون مي تواند براي طراحي فراورده اي اكسازيست تخريب پذير به كارگرفته شود كه افزون بر دارا بودن پايداري دلخواه هنگام فراوري مذاب و در زمان مصرف به عنوان يك فيلم، بتواند پس از طي عمر مفيد، به سرعت دچار تخريب گرمايي-اكسايشي شده و براي تخريب زيستي نهايي آماده شود.

This study aimed to achieve a formulation for an additive to produce oxo-biodegradable polypropylene films that accelerates oxidative degradation of the films after preservation of properties over a span of desired service life, so that, it can be used by microorganisms as a food source. Thermal oxidation behavior of thin polypropylene films (250 ± 50 μm thick) containing various weight ratios of manganese stearate as pro-oxidant to a commercially used phenolic antioxidant (Songnox 1010) has been studied in both melt and solid states. Thermo-oxidative stability in melt state was studied using differential scanning calorimetry (DSC). The rate of thermal oxidation in solid-state was investigated via oven aging experiments at 90 °C followed by measuring changes in carbonyl index, tensile properties, melt flow index, and density. It was shown that the efficiency of the phenolic antioxidant in thermo-oxidative stabilization of the polymer in both melt and solid states can be changed by altering the weight ratio of manganese stearate to the antioxidant. On the basis of the obtained results, it was concluded that a sample containing 0.1 wt% of the pro-oxidant and 0.35 wt% of the antioxidant is suitable for attaining desired stability in both melt and solid states and also can undergo rapid thermal oxidation after a certain period of being stable in the solid-state. Thus, it was concluded that the mentioned formulation can be applied for designing an oxo-biodegradable product, which, in addition to having the desired stability in melt processing as well as during its final usage as a film, experiences fast thermal oxidation and becomes prepared for the eventual biodegradation.