塑料為什么會變黃?
2024-6-1 11:05:12
在擁有一卷舊包裝膠帶或經典游戲系統時,可能會注意到塑料如何隨著時間的推移而變黃。盡管用作染料的分子的合成長期以來被認為是這種顏色變化的來源,但發生的實際化學變化仍然是一個迷。
設計可以避免這些降解途徑并為塑料產品提供更長壽命的替代品需要了解聚合物如何以及為什么會隨著時間而退化的機制。
對于使用最廣泛的塑料之一的聚乙烯,長期以來人們一直假設黃色偏移是由紫外 (UV) 光引發的聚合物結構骨架中的反應引起的,這種光與導致曬傷的光相同。
聚乙烯的聚合物骨架在暴露于紫外線后會發生化學變化,但這些新結構無法解釋聚乙烯的黃變。
塑料表面納米級“超分子”結構的發展對其特性具有可預測的影響,是一種有目的地改變塑料顏色和與光相互作用的新技術。
這些基于表面的創新促使 Margaret M. Elmer-Dixon、Melissa A. Maurer-Jones 和其他人研究紫外線誘導的納米結構是否可能是聚乙烯變黃的根源。
最初,研究人員研究了在泛黃的聚乙烯薄膜表面上可能產生的結構如何與圓偏振光相互作用,圓偏振光是一種具有左右旋轉波的光。
在這些試驗中,薄膜可以吸收的圓偏振光的數量根據薄膜的方向而變化,這表明泛黃的塑料可能具有新的化學結構,這些結構是手性的或定向的,并且與它們的鏡像不同。
其他測試表明,薄膜表面是薄膜變黃過程中降解最多的部位。研究人員得出結論,聚乙烯薄膜表面的手性化學結構是在暴露于紫外線下形成的,因此可能是老化塑料呈黃色的一個因素。
據他們說,這些啟示可能有助于開發更耐用的塑料產品。