ساختار فیزیکی و شیمیایی پلیمری مصرفی در چوب پلاست

ساختار فیزیکی و شیمیایی پلیمری مصرفی در چوب پلاست

ساختار فیزیکی و شیمیایی پلیمر مصرفی در چوب پلاست اهمیت دارد. نسبت اتم های هیدروژن تجزیه شده از رادیکل های پروکسید آزاد به موقعیت اتم های هیدروژن در زنجیره ی پلیمری ( اولیه، ثانویه و ثالثیه ) با مقاومت قابل توجه به تجزیه به اندازه ی17:6:1 وابسته است. برای پلی اتیلن هیدروژن های زنجیره ی اصلی ثانویه هستند که با یك حساسیت متوسط به تجزیه همراه است، اما در شاخه های زنجیره ی آنها به ثالثیه تمایل دارند، در نتیجه به تجزیه حساسیت بیشتری نشان می دهند. در این صورت، LDPE شاخه دار شده بطور برجسته مقاومت کمتری را به اکسید گرمایی از  HDPE   خطی نشان می دهد. LLDPE بدون شاخه مقاومت متوسطی را نشان می دهد.

در رابطه با ساختار فیزیکی و شیمیایی پلیمر مصرفی در چوب پلاست مقاومت معمولی از چند پلاستیک معمول به اکسیداسيون در جدول 15.1 نشان داده شده است. LDPE دارای کمترین مقاومت و هوموپلیمر پلي پروپيلن بیشترین مقاومت را دارد. با وجود این،  HDPE  جایگاه متوسطی را دارد. مقاومت پلیمر هاي آليفاتيك C = C نسبتا پایین است زیرا اتم هیدروژن به آسانی تجزیه می شود.

در رابطه با ساختار فیزیکی و شیمیایی پلیمر مصرفی در چوب پلاست مقادیر OIT برای پلیمرهای مختلف به سختی مقایسه می شود زیرا پلاستیکی به عنوان یک قانون، با  آنتی اکسیدان های افزودنی ساخته می شوند. جدول 15.2 نمونه هایی از تعدادی  HDPE   با پایین مقدار OIT زیر  1 دقيقه نشان می دهد، و بالاترین مقدار، بیشتر از  100 دقيقه است. ظاهرا همه مقادیر OIT بالا که کمتر از 1 دقيقه  هستند افزایش مقدار آنتی اکسیدان ها را منعکس می کنند.

OIT برای پلی پروپیلن که بدون آنتی اکسیدان است خیلی پایین است. آنتی اکسیدان های افزودنی به طور خطی مقدار OIT پلی پرو پیلن را افزایش می دهند. برای مثال، به دست آمده بود  که آنتی اکسیدان های فنلی مقدار OIT پلی پروپیلن را مطابق با فرمول ساده ی زیر افزایش می دهند:

( AO % )×71=  (دقیقه)OIT

در اینجا  OITدر ⁰C 200 اندازه گیری شده بود. بنابراین، برای 0.3% آنتی اکسیدان ( AO ) ، OIT برابر با 21 دقیقه بود، برای 0.1% AO مقدار OIT برابر با 7 دقیقه بود و بدون AO مقدار OIT نزدیک به صفر بود[5]. نویسندگان اطلاعات را برای پلی پروپیلن های تجاری از سه تامین کننده ی مختلف فهرست بندی کردند، مقادیر OIT 19، 18 و 12 دقیقه ( در ⁰C200 ) را داشتند. با بکار بردن فرمول فوق، ممکن است بتوان حدس زد که این  پلی پروپیلن ها شامل آنتی اکسیدان هایی معادل آنتی اکسیدان فنلی فوق به ترتیب در غلظت 0.27، 0.25 و0.17% باشند.

ABS (GE Cycolac GPM-4700 ) حتی در حضور مقداری آنتی اکسیدان افزوده شده در ⁰C187 پایین مقدار OIT برابر با 0.7 دقیقه ( با 0.2% ایرگانوکس 1010 و 0.2% ایرگافوز 168) دارد. مقادیر آنتی اکسیدان ها تقریبا بالا هستند و در نمونه ی  HDPE   یا پلی پروپیلن، هرکدام از ایشان مقادیر OIT خودشان را با نظم بزرگ و زیادی افزایش می دهند.ولیکن، اطلاعات تقریبا پراکنده شده بودند و تجربه ی دیگران در مورد OIT بدون آنتی اکسیدان مقدار OIT برابر با 4.9 ±7.4 دقیقه را نشان می داد وبرای 0.025% از کیانوکس 425 یا کیانوکس 2246 مقدار OIT برابر با 2.6 دقیقه( دئر هر دو مورد ) بود. در نهایت یک مدل پیش بینی شده است که ABS در حضور 0.2% ایرگافوز 168 مقدار OIT بین 7 و 9 دقیقه دارد، و آنتی اکسیدان های مختلف، OIT را به 33-15 دقیقه افزایش می دهند. بعلاوه به این مورد توجه نشده است که ABS خودش دارای مقدار کمی آنتی اکسیدان از طرف سازندگان است[6].

تاثیر آنتی اکسیدان ها و مقادیر OIT خاص خود با هوموپلیمر قالب استیرنی بطور مستقیم با WPC ها متناسب نیستند، دست کم WPC در بازار های اخیر شناخته شده است; ولیکن این ارقام می توانند با آنها برای پلیمر هایدیگر مقایسه شوند. برخی اطلاعات در جدول 15.14 بعنوان مرجع ارائه شده اند.

جدول 15.14 نشان می دهد که اگر آنتی اکسیدان اضافه نشود، پلیمر همزمان های با قالب استیرنی مقادیر OIT در ارقام مفرد دارد. با بررسی ای که از اطلاعات در ⁰C165-161 بدست آمده بودند، OIT با نظم به اندازه ی زیادی در شکست های یک ثانویه در ⁰C190 کم می شد که در این صورت به OIT برای پلی الفین نزدیک است.

 

 

جدول 15.14   مقادیر OIT برای پلیمر همزمان های با قالب استیرنی بر مبنای پلی بوتادین ( SBS ) و بر مبنای پلی ایزوپرن ( SIS ) در حضور مقداری آنتی اکسیدان

پليمر	آنتي اكسيد	غلظت آنتي اكسيد ( w/w ، % )	OIT (دقيقه)
SBS	ندارد	0	1.2 ± 2.5
	توكوفرول هاي تركيب شده	0.1	5 ± 13
		0.2	7 ± 14
		0.3	10 ± 18
		0.4	7 ± 19
SBS	ايرگانوكس 1010	0.1	3 ± 12
		0.2	3 ± 11
		0.4	2 ± 19
SIS	ايرگانوكس 1010	0.025	0.6 ± 10.4
		0.05	0.8 ± 11.2

OIT در ⁰C161 و ⁰C165 بدست آمده اند. اطلاعات جدول از اطلاعات [7] محاسبه شده بودند.

مطابق با اطلاعات موجود در نوشته ها، پلی( فنلین سولفید )، پلی کربنات و پلی سولفون مقاوم تر از پلیمر های مطالعه شده هستند، در صورتیکه PVC هم در پیچیدگی و هم سختی دارای مقاومت کمتری به اکسیداسيون است.  HDPE   در زمره ی مقاوم ترین پلیمر ها به اکسیداسيون تحت اکسیژن فشار بالا در ⁰C175 بود[8].

تاریخچه ی پلاستیک (دست نخورده، بازیابی)

در رابطه با ساختار فیزیکی و شیمیایی پلیمر مصرفی در چوب پلاست پلی الفین های دست نخورده، قاعدتا شامل مقداری آنتی اکسیدان دست نخورده اغلب در حدود w/w 0.1%  می باشد. معمولا این مقدار برای پلی الفین های دست نخورده کافی است تا تقریبا 10 سال با مقاومت سرویس دهی که با شرایطی که در معرض آن هستند تغییر می کند، وظایف خود را انجام دهند. هرچند این مورد اغلب برای     تخته های لمبه کوبی WPC یا ترکیبات نرده کافی نیست، علی الخصوص اگر آنها با ترکیب کننده ی پیچی دوقلوی تجاوزی و به همراه مواد معدنی ساینده ترکیب شوند، اگر پروفیل WPC توخالی ( با صفحات و خط های با لاغری 0.25-0.18 اینچ ) باشند، اگر فیبر سلولز دارای خصوصیت آنتی اکسیدان خوب باشد. در این پروفیل های WPC مقادیر OIT می تواند از 30-20 دقیقه (پلاستیک دست نخورده ) تا 3-2 دقیقه باشد که در این صورت، 100-10 برابر می شود. فقط آنتی اکسیدان های افزوده شده می توانند به عنوان پروفیل هایی از تخریب سریع تحت نور مستقیم خورشید مخصوصا در جنوب ذخیره شود.

اگر پلاستیک از نوع بازیابی است، که آنتی اکسیدان اولیه به نسبت زیادی ( یا کاملا ) از بین رفته است، در این صورت تخته های لمبه کوبی WPC که از چنین موادی ساخته می شوند، اگر با یک مقدار خوبی آنتی اکسیدان بارگذاری نشوند، نابود می شوند.

نوع و مقدار فیبر سلولز

آرد چوب یا پوسته های برنج به افزایش مقاومت WPC ها بر عليه اکسیداسیون گرمایی کمک می کند( برای مثال اطلاعات جدول 13.11 و 15.15 راببینید).

   تاثیر پوسته های برنج روی OIT ( در ⁰C190 از یک HDPE ، که در اكسترودر آزمایشگاه برابندر انجام شده است.

مقدار پوسته هاي برنج (% ، w/w )	OIT ( دقيقه )
0 ( HDPE خالص )	4.4
اثراتي از آن	7.4
10	15
30	22
60	37

نه فقط پلاستیک بلکه همچنین سلولز به شکل گیری رادیکال آزاد کمک می کند و این بخش ها را به سیستم اضافه می کند. سلولز با اثرات دما و نور  UV   تخریب می شود که حلقه ی گلیکوزیت-B در مولکول های سلولز می شکند و موجب تجزیه ی اتم هیدروژن از جاهای مختلف باقیمانده های گلوکز در زنجیره می شود. این اتفاقات نوعا به شکل گیری رادیکال های آزاد کمک می کند. رطوبت افزوده شده یا حضور آب در ماده نسبت فرایند های شیمیایی نوری را افزایش می دهد.

ولیکن سلولز یک ماده ی نسبتا پایدار است.در سلولز چوبی شده، به عنوان مثال آرد چوب، تخریب لیگنین ها به فرایند شیمیایی نوری غالب می شود. بیشتر لیگنین از سطح چوب زمانی که در معرض  UV   است از بین می رود و عمق تخریب در دامنه ی 2.5-0.5 ميليمتر  ( 0.1-0.02 اینچ ) است[9].

نسبت تخریب گرمایی سلولز در ⁰F 302 (⁰C 150) به نسبت تخریب  UV   که توسط یک لامپ جیوه ای بدون فیلتر ( با طول موج  nm254، انرژی kj/mol 471 ) تولید می شود، نزدیک است. به بیان دیگر، این شرایط نسبتا قوی است زیرا حد خورشید در nm295 با انرژی kj/mol 406 و UV   با دامنه ی متوسط ( nm350) که نزدیک به طول موج استفاده شده در جعبه های هوادیدگی نمونه ( nm340 ) است، با انرژی kj/mol341   توصیف       می شود.

نوع و مقدار فیبر های معدنی

تاثیرات اینها در زیر بررسی خواهد شد. بطور خلاصه، فیبرهای معدنی معمولا پایداری مواد WPC را بر خلاف اکسیداسیون گرمایی کاهش می دهند. این تاثیر کلی از دو تاثیر اساسی یکی فرسایش و دیگری افزایش دمایی قابل توجه در طول فرایند و کاتالیز شدن مستقیم اکسید موجب می شود. گاهی اوقات مقادیر جزئی پرکننده های معدنی    ( مقادیر درصدی جزئی یا منفرد ) موجب مقداری افزایش OIT می شوند اما حدود بالایw/w  10% مواد معدنی نوعا تخريب اكسيدي WPC ها را شتاب مي دهد، به جز وقتي كه اثرات منفي شان با به كار بردن آنتي اكسيدان ها خنثي شود.

وجود تنش

در رابطه با ساختار فیزیکی و شیمیایی پلیمر مصرفی در چوب پلاست تنش در كامپوزيت ها و پروفيل هاي پلاستيكي مي تواند انر‍ژي آزاد راديواكتيو را در فرايند هاي اكسيداسيون كاهش دهد و از اين رو سرعت تخريب اكسيدي مواد در مناطق داراي تنش افزايش مي يابد. به علاوه، تنش     دانسيته ي محلي ( وزن مخصوص كامپوزيت ها) را كاهش مي دهد و بدين وسيله خلل و فرج افزايش مي يابد و فضا براي انتشار اكسيژن در آن تامين مي شود و ماده از درون اكسيد مي شود.

فصل 6 نمونه هاي زيادي از توزيع دانسيته را در سرتاسر پروفيل مي دهد كه در شكل هاي 15.2 و 15.3 نشان داده شده است. نوعا، توزيع دانسيته، از اين رو، تنش، شيب خيلي زيادي را در سرتاسر پروفيل شكل 15.2 مي پوشاند، بين 1.03 و 1.145 ( شكل 6.4 )، يا بين 1.045 و 1.162 (شكل6.6) متغيير است كه بيشتر از g/cm³ 0.1

است. براي بيشتر پروفيل هاي قرينه كه در شكل 15.3 نشان داده شده است، تنوع دانسيته اساسا كم است، مثلا بين 1.185 و 1.24 ( شكل 6.8 ) و بين 1.20 و 1.24 ( شكل 6.9 ) است.

در رابطه با ساختار فیزیکی و شیمیایی پلیمر مصرفی در چوب پلاست بيشتر تخته هاي لمبه كوبي كامپوزيتي داراي HDPE   كه داراي فاق و زبانه ي تنش دار هستند به دليل تخريب اكسيدي سريع تر نسبت به تخته هاي تجاري تخريب مي شوند. هفتاد و شش در صد از كل در خواست هاي ضمانتي ثبت شده در مورد شكستن  GeoDeck   به دليل اكسيد شديد است كه به تخته هاي داراي فاق و زبانه و     باقيمانده ي 24% در تخته هاي نجاري مرتبط بود.

تخته هاي نشان داده شده در شكل 15.4 بدون آنتي اكسيدان هاي افزوده شده توليد شده بود. اين تخته در معرض دماي ⁰C75  (⁰F167) براي 1 ماه قرار گرفته بود و سپس به جعبه ي هوا ديدگي ( سيكل 0.18/42 : 1 و w/m² 0.35) منتقل شد . بعد از يك ماه در كوره در دماي ⁰F167 و سطح تخته خوب به نظر مي رسيد. بعد از دقيقاً يك روز در جعبه ي هواديدگي در حدود همان دماي ماكزيمم (در واقع ، حدود ⁰10 پايين تر ) اما با اسپري آب براي 18 دقيقه در هر دو ساعت ، سطحش به طور آشكار اما قابل توجهي نرم شد. در روز دوم تخريب افزايش يافت و بعد از 5 روز تخته ها به صورت خط هاي عنكبوتي طولي شكستند و جدا شدند.

آزمايش با يك تخته ي مشابه تكرار شد، اما در معرض كوره ⁰C75 براي 3 ماه بود ، و سپس تخته به جعبه ي هواديدگي كه در بالا توضيح داده شده بود ، انتقال داده شد . بعد از 72 ساعت در معرض سيكل0.18/1:42 ، تخته به صورت خط هاي عنكبوتي طولي شكست و بعد از 86 ساعت تخته به دو بخش شكست. بعد از 6 روز تخته به طور عميق خرد شده بود.

شكل 15.5 يك نمونه از شكافتن تخته هاي كامپوزيتي را به دليل وجود تنش ارائه مي دهد كه با عنوان يك گام براي فرآيند خرد شدن مي باشد. به زودي بعد از اينكه عكس گرفته شد ، تخته شروع به تخريب و خرد شدن كرد .

خطوط عنكبوتي عناصري ضروري در تخته هاي لمبه كوبي توخالي كامپوزيتي هستند. عنكبوتي ها در قالب بيروني از جريان نرم شدن ممانعت مي كنند كه به موجب آن جدا شده و سپس ملحق مي شود(شكل هاي 15.6 و15.7 را ببينيد.) اين اتصال دادن پروفيل ها خطوط عنكبوتي را در ميان پروفيل هاي تخته ي لمبه كوبي كامپوزيتي   تو خالي مي سازد.

خطوط عنكبوتي معمولاً با چشم غير مسلح به صورت سستي هاي سطحي خطي قابل ر‍‍ؤيت هستند. آنها متمركز كننده ي تنش هستند. اشكال 15.8 – 15.11 گسترش خرد شدن اكسيدي را در يك تخته ي لمبه كوبي كامپوزيتي با شكستگي هاي كاملاً آشكار در امتداد خطوط عنكبوتي نشان مي دهد و شكل 15.12 تخريب نهايي را تخته ي WPC به دليل تخريب اكسيدي نشان مي دهد.

حضور كاتاليزورهاي فلزي

فلزها يا يون هاي فلزي زيادي كاتاليزورهاي تخريب اكسيدي پلاستيك ها هستند. يعني پروكسيدها ( R₁OO^* ) به هيدرو پروكسيها (R₁OOH) از طريق جذب هيدروژن از يك مولكول پليمر همسايه (R₂H) يك گام محدود  شده ي نسبي براي واكنش زنجيره ي انتشاري اكسيدي است

 

R₁OO^*  + R₂H →R₁OOH + R₂^*

فلزها به طور آشكاري واكنش فوق را تسريع مي كنند :

R₁OO^* + R₂H + M⁺ → R₂^* + M⁺⁺ + R₁O^* + OH^–

R₁OO^* + R₂H + M⁺⁺ → R₂^* + M⁺ + R₁OO^* + H⁺

بنابراين تخريب اكسيدي ماده تسريع مي شود. عملاً نبود فلز در مواد كامپوزيتي اجتناب ناپذير است، از اين رو ، باعث پايداري خيلي پايين تر كامپوزيت ها در مقايسه با پلاستيك خالص مي شود.

منابع اصلي يون هاي فلزي در كامپوزيت هاي مواد رنگي غير عالي ، روغن (مثلا ًاستيرات هاي فلزي ، بجز احتمالاً استيرات كلسيم) ، پر كننده ها (سيليكات ها در پوسته هاي برنج ، نوعاً 17.5% وزني ، و در آرد چوب ، اغلب حدود 0.5 % وزني ) ، آلودگي ها در طول فرآيند ، مثلاً خرده هاي فلزي و نمك هاي تركيب كننده ها و اكسترودرها هستند. نمك ها به عنوان محصولات فرساينده ي بشكه ها شكل داده مي شوند كه ناشي از احتراق بخار اسيدي مواد سلولزي به عنوان پركننده در دما و فشار بالا است(اين بخش را ببينيد). در واقع ، نمك هاي ساده تخريب كننده ترين كاتاليزورها در واكنش هاي تخريب اكسيدي در پلاستيك و كامپوزيت ها در مقايسه با تركيب آلي فلزي هستند.

رنگدانه هاي غير آلي، مثلاً اكسيد آهن ، اغلب شامل آهن آزاد مي شوند. مقدارش به جايگاه و اينكه اكسيد آهن چگونه استخراج شده است وابسته است . برخي منابع اكسيد آهني با مقدار آهن آزاد خيلي كم تأمين مي كنند، برخي مقدار زيادي از آن را تأمين مي كنند . معمولاً ، اكسيد آهن ارزان مقدار آهن آزاد بيشتري را شامل مي شود . اكسيد آهن مصنوعي نوعاً مقدار آهن آزاد كمتري را شامل مي شود.

جدول 15.16 نمونه هاي كمي از برخي تداركات صنعتي اكسيد آهن كه در نسبت اكسيد (به عنوان زمان القاي اكسيد) در  HDPE مؤثر هستند را ارائه مي دهد.

در رابطه با ساختار فیزیکی و شیمیایی پلیمر مصرفی در چوب پلاست مي توان ديد كه براي  HDPE   خالص (بدون رنگدانه ها) و در يك مقدار نسبتاً معمول از رنگدانه ها كه تقريباً 3% است، رنگدانه ها كمي يا بر مقدار OIT پلاستيك تأثير مي گذارند يا آن را افزايش مي دهند (رنگدانه ي 2). وليكن ، علاوه بر افزايش تعداد رنگدانه ها (مخصوصاً 1، 4 و 5)، عمر پلاستيك 3-2 برابر كم مي شود. به دليل اينكه براي افزودن رنگدانه ها به مواد كامپوزيتي گفته شد ، نمي توان تأثيرشان را روي طول عمر ناديده گرفت.

هم اكنون ، مي خواهيم تأثيرات برخي از اين رنگدانه هاي غير آلي را روي طول عمر مواد كامپوزيتي بررسي كنيم.

جدول 15.7 نشان مي دهد كه پوسته هاي برنج اساساً ، بيشتر از 8 لايه ، طول عمر كامپوزيت را در مقايسه با  HDPE   خالص افزايش مي دهد. وليكن رنگدانه ي 1 ، كه در 3% هيچ تأثير قابل توجهي را روي OIT در  HDPE خالص نشان نمي دهد (جدول 15.16)، در حضور 60% پوسته هاي برنج OIT كامپوزيت را تقريباً پنج برابر مي كاهد. اين مورد نمي تواند ضرورتاً در اثر يك واكنش دروني شيميايي بين شان باشد (مقدار پوسته هاي برنج خيلي بيشتر از رنگدانه بود)،  بلكه در اثر افزايش نيروي قيچي شدن باشد، در اين صورت، با گرما دهي بيشتر در نتيجه از مقدار OIT  كاسته مي شود.

جدول 15.16   تأثير مواد رنگي روي OIT(در ⁰C190) از يك  HDPE  ، فرآيند در اكسترودر آزمايشگاه برابندر انجام شده است.

	OIT براي پنج رنگدانه ي اكسيد فلزي
مقدار رنگدانه ها (w/w)	1		2		3		4		5
0 (HDPE خالص)	4.4 (بدون رنگدانه ها)
اثراتي از آن	5.6		6.0		5.2		5.7		4.5
0.5%	6.0		7.2		–		–		–
3%	4.7		9.4		–		–		–
7%	2.4		9.7		–		–		–
12%	1.9		9.9		3.7		1.7		1.5

جدول 15.17    تاثير رنگدانه ها و پركننده ها روي OIT (در ⁰C190 ) از يك  HDPE  ، فرايند در اكسترودر آزمايشگاه برابندر انجام شده است.

	OIT  (دقيقه)
مقدار رنگدانه ها و پركننده ها (w/w)	فيلر 1	فيلر 1 + فيلر 2(30%)	فيلر 1 + فيلر 2(30%) + رنگدانه ي 1 (2%)	فيلر 1 + فيلر 2(30%) + رنگدانه ي 2 (2%)	فيلر 1 + فيلر 2(30%) + رنگدانه ي 1 (2%) + آنتي اكسيدان (0.5%)
0(HDPE خالص)			4.4
فيلر1 (اثري از آن)	7.4	–	–	–	–
فيلر 1(10%)	15.0		–	–	–
فيلر 1(30%)	22.0	9.3	5.4	7.8	90>
فيلر 1(60%)	37.0	–	–	–	–
فيلر 1(60%) + ماده ي رنگي 1 (3%)	8.3	–	–	–	–

فيلر 1 پوسته هاي برنج; فيلر 2 Bindac^®  .

به علاوه، با افزايش Bindac^®  تقريبا كاملا تاثير مثبت پوسته هاي برنج روي OIT خنثي مي شود و مورد آخري به 5.4 دقيقه بر مي گردد. رنگدانه ي 2 تخريب كمتري روي كامپوزيت در دوره هاي OIT اش دارد. در نهايت با افزايش 5% يك آنتي اكسيدان به طور برجسته اي – با 20 لايه – طول عمر كامپوزيت را افزايش مي دهد.

اين تاثيرات كه نقش خيلي مهمي را در يك عرصه روي لمبه كوبي هاي كامپوزيتي واقعي ايفا مي كند شامل     اين ها يا رنگدانه هاي ديگر مي شوند. از كل در خواست هاي ضمانتي كه براي  GeoDeck   ثبت شد ( بخش بعد را ببينيد )، 61% مربوط به تخته هاي ماهاگوني، 29% تخته هاي سدر و فقط 10% از تخته هاي Driftwood بوده است. به طور آشكاري، اين تاثيرات نمي تواند احتمالا با شناخت كنوني پيش بيني شود. وليكن بعد از اينكه آزمايشات مشروحه بررسي شدند، خط مشي هايي را براي انتخاب فيلر ها و / يا رنگدانه ها ارائه دادند و مقدارشان را در مواد كامپوزيتي بهينه مي كند.

فلز ها در استيرات هاي فلزي نسبتا به طور اساسي بر روي طول پلاستيك ها و مواد كامپوزيتي تاثير مي گذارد.

جدول 15.18 اين تاثيرات را نشان مي دهد.

مي توانيد ببينيد كه بيشتر استيرات هاي فلزي روي معمول طول عمر  HDPE   را بيشتر از 3 برابر استيرات هاي مس 12.5 برابر و استيرات هاي كبالت 25 برابر كاهش مي دهد.

اكسيد تيتانيوم يك كاتاليزور شناخته شده ي اكسيد گرمايي و نوري و پليمر ها است. در مقدار 0.5% از آن در  HDPE  ، دوام مورد اخير به حدود 50% اوليه مي رسد. در آنجا اطلاعاتي است كه اكسيد تيتانيوم پلي پروپيلن را بر خلاف اكسيد شدن تا 30 برابر بي ثبات مي كند [3] . اين تاثيرات مي تواند با افزودن آنتي اكسيدان ها  متوقف شود.

وجود رطوبت

در اينجا يك اعتقاد مرسوم وجود دارد كه توسط اطلاعات آزمايشگاهي همراهي مي شود كه رطوبت ( بارش در ميدان و اسپري آب در جعبه ي هواديدگي) آنتي اكسيدان ها و مواد افزودني ديگر را مي شويد، و بنابراين مقاوت پلاستيك يا مواد كامپوزيتي با تخريب كامپوزيتي را كاهش مي دهد. بنابراين مواد كامپوزيتي نوعا مقدار خيلي بيشترش رطوبت در مقايسه با پلاستيك ها جذب مي كنند، كه تاثير اين شست وشو بايستي در تخريب تسريع شده ي مواد كامپوزيتي خيلي مشخص شده باشد. به علاوه مي تواند با برخي از آنتي اكسيدان ها هيدروليز شود و بنابراين موجب تهي شدن آن مي شود.

جدول 15.18    تاثير  استيراتهاي فلزي متنوع (0.5% وزني ) روي OIT در پلي پرو پيلن در ⁰C125 [ 3 ]

استيرات فلزي	OIT(دقيقه)
ندارد(HDPE خالص)	125
كادميوم	50
زينك	40
تيتانيوم	28
نيكل	18
واناديوم	15
آهن	12
مس	10
منگنز	8
كرونيوم	8
كبالت	5

وليكن، ظاهرا رطوبت نقش مستقيم تري را در تخريب اكسيدي مواد كامپوزيتي ايفا مي كند. وقتي كه يك تخته ي كامپوزيتي كه شامل مواد افزودني نيست و با OIT نزديك به صفر است، در جهبه ي هواديدگي( سيكل 0:18 – 1:42 ، 1 ساعت و 42 دقيقه نور UV و 18 دقيقه نور UV + اسپري آب )، قرار گرفته بود، خرد شدگي قابل توجهي در سطح تخته بعد از 5 روز مشاهده شده بود. وقتي كه همان تخته ها در همان جعبه اما با حذف كردن اسپري آب (2:00 سيكل نور UV) قرار گرفته بودند، هيچ گونه خرد شدگي در تخته ها  بعد از 30 روز نبود. آن تخته هيچ گونه     آنتي اكسيدان هايي نداشت تا شسته بشود. ظاهرا، دو فاكتور ديگر مي توانست بررسي شود: رطوبت به عنوان كاتاليزور تخريب اكسيدي فعاليت مي كند و / يا اسپري آب باعث انقباض و دوباره انبساط تخته مي شود. اين انبساط – انقباض متوالي تخته را به عقب و جلو را مي جنباند، كه در برگشت تنش و فشار را در مراحل دروني تعريف مي كند، بنابراين اندازه ي پر كننده ها معمولا بر انبساط و انقباض بي تاثير است. معمولا، جدايي سطح پر كننده ها و قالب تحت تنش موجب  عيبي پايدار مي شود. علي رقم اين، در اثر اين آمادگي ، اكسيژن درخواست منتشر مي شود. همه اينها به سوي تخريب اكسيدي سريع تر هدايت مي شود.

آزمايشات زير براي روشن شدن نقش رطوبت در تخريب تخته هاي لمبه كوبي كامپوزيتي انجام شدند. تخته اي كه بدون آنتي اكسيدان هاي افزوده شده توليد شده بود، مورد مطالعه قرار گرفته بود، (  GeoDeck   ، تخته ي      تو خالي ماهاگوني ). اين تخته در معرض دماي ⁰C75 (⁰F167) براي يك ماه در معرض قرار گرفت و سپس به   جعبه ي هواديدگي (سيكل 0:18-1:42 ،  w/m²0.35 ) منتقل شد. بعد از يك ماه در آون در ⁰F167 سطح تخته ها خوب به نظر مي رسيدند. بعد از دقيقا يك روز در جعبه ي هواديدگي در حدود همان دماي ماكزيمم (در واقع حدود ⁰10 پايين تر) اما با اسپري آب براي 18 دقيقه در هر دو ساعت، سطحش كم كم اما به طور قابل توجه نرم شد. در روز دوم تخريب افزايش يافت و بعد از 5 روز آن تخته در ميان خطوط عنكبوتي شكست و جدا شد.

آن آزمايش با يك تخته ي مشابه اما در آون ⁰C75 براي 3 ماه تكرار شد و سپس تخته به جعبه ي هواديدگي به شكلي كه در بالا توضيح داده شد، منتقل شد. بعد از 72 ساعت در آن شرايط در سيكل0:18 – 1:42 ، آن تخته از ميان خطوط عنكبوتي شكست و بعد از 86 ساعت به دو بخش شكست. بعد 6 روز تخته به طور عميق شكسته شد.

بايد دوباره توجه شود كه تاثير مخرب رطوبت در اين حالت نمي تواند با شسته شدن مقداري آنتي اكسيدان توضيح داده شود زيرا بدون آنتي اكسيدان بود. يا اسپري آب شوك دمايي و انقباض شديد خاصي را بدليل گرمادهي بعدي و انبساط توليد كرد يا آب به عنوان يك كاتاليزور تخريب اكسيدي عمل كرد و يا هر دو مورد.

در ادامه ي آزمايش، همان تخته در جعبه ي هواديدگي قرار داده شد، اما آب قطع شده بود و با نور UV (صفه ي سياه ⁰63 و w/m² 0.35) به طور پيوسته براي 14روز منور شده بود. در آن نه شكستگي مشاهده شده بود و نه خردشدگي. بعد از 14 روز برنامه ي هواديدگي به سيكل 0:18 – 1:43 برگشت و در كمتر از 2 روز آن تخته      نشانه هاي آشكاري از خرد شدگي را از خود نشان داد. تخته در روز سوم در امتداد خط هاي عنكبوتي شكست و در روز  چهارم جدا شد.