Abstract

The effect of hot water and chlorinated water at 95 °C on differently nucleated random polypropylene pipes was analysed with respect to the chemical changes occurring to the polymer and antioxidants (AOs). Infrared microscopy (μFT-IR) was used to monitor the loss of the AOs as well as to identify their degradation products during ageing. For the quantification of the primary AO, 1, 3, 5-Tris (3, 5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)-2, 4, 6-methylbenzene (AO-13) in a mixture with Pentaerythritol tetrakis (3-3, 5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate (AO-18) and the processing stabiliser tris(2,4-di-tert-butylphenyl) phosphate (PS-2) in PP-R, a new μFT-IR method has been developed and the results were supported by extraction → HPLC. Degradation products of phenolic AOs were profiled for the first time across the pipe wall using μFT-IR. Time and space resolved content of AO-18 and AO-13 left in the pipes with time was quantified. For both ageing conditions, AO-18 and AO-13 exhibited a bilateral loss from the wall of PP-R1 whereas in PP-R2, the loss was mainly unidirectional. Oxidative induction time (OIT) measurements of mechanically prepared samples across the pipe wall also validate the bilateral and unidirectional loss profiles of AOs. The loss in average molar mass of the polymer as a result of chain scission was analysed by gel permeation chromatography. The linear relations drawn for molar mass against the relative content of AOs explain that the deterioration of the pipes was accelerated with chlorinated water. From the substantial differences in the AO loss coefficients which were calculated using μFT-IR, it can be speculated that nucleation of the PP-R exerts an influence on the depletion of AOs

چکیده

اثر آب داغ و آب کلردار در دمای 950C در لوله های پلی پروپیلن، با هسته سازی متفاوت تصادفی، با توجه به تغییرات شیمیایی ایجاد شده در پلیمر و آنتی اکسیدان ها (AO ها) تحلیل شد. طیف سنجی مادون قرمز (μFT-IR) برای نظارت بر کاهش AO ها و نیز شناسایی محصولات تجزیه آنها در طول پیرسازی مورد استفاده قرار گرفت. برای تعیین کمی AO اولیه، 1، 3، 5 – تریس (3، 5- دی ترت- بوتیل – 4 هیدروکسی بنزیل) – 2، 4، 6 – متیل بنزن (AO-13) در مخلوط با پنتا اریتریتول تتراکیس (3-3، 5 – دی – ترت-بوتیل-4-هیدروکسی فنیل) پروپیونات (AO-18) و پایدار کننده پردازش تریس (2، 4- دی-ترت-بوتیل فنیل) فسفات (PS-2) در PP-R، یک روش μFT-IR توسعه داده شد و نتایج به کمک استخراج ß HPLC پشتیبانی شدند. محصولات تجزیه AO های فنولی برای اولین بار در عرض دیواره لوله با استفاده از μFT-IR ترسیم شدند. میزان تفکیک شده فضا و زمانی AO-18 و AO-13 باقی مانده در لوله ها، با زمان به صورت کمی تعیین شد. برای هر دو شرط پیرسازی، AO-18 و AO-13 یک کاهش دوجانبه از دیواره PP-R1 را نشان دادند در حالی که در PP-R2 ، اتلاف اساساً یک طرفه بود. اندازه گیری های زمان القای اکسایش (OIT) نمونه هایی که به صورت مکانیکی تهیه شده اند، در عرض دیواره لوله نیز نمودارهای اتلاف دو جانبه و یک طرفه AO ها را تایید کرد. کاهش در جرم مولی میانگین پلیمر در نتیجه برش زنجیره به کمک کروماتوگرافی نفوذ ژل تحلیل شد. روابط خطی به دست آمده برای جرم مولی نسبت به میزان نسبی AO ها توضیح می دهد که فرسودگی لوله ها با آب کلردار شتاب دار بود. از اختلافات ذاتی در ضرایب اتلاف AO که با استفاده از μFT-IR محاسبه شده اند، می توان نتیجه گیری کرد که هسته سازی PP-R ، بر کاهش AO ها تاثیر دارد.

-1مقدمه

PP یک ترموپلاستیک بسیار تطبیق پذیر است که هم برای کاربردهای کوتاه مدت و هم برای کاربردهای دیرپای به کار می رود. یک مورد بسیار مهم در دسته دوم، لوله ها و اتصالاتی هستند که برای انتقال محیط های مایع مختلف به کار می روند. انتقال آب از طریق لوله های پلی اولفین، تاریخچه ای به مدت بیش از 50 سال دارد [1,2]. بسته به کاربرد نهایی آب منتقل شده، روش های مختلف ضدعفونی به کار رفته اند که می توانند به صورت فیزیکی (تابش UV، گندزدایی خورشیدی، گرمایی و غیره) و شیمیایی (کلر، دی اکسید کلر، اوزون و غیره) به کار روند…