Ingiallimento resine bicomponente
Ciao a tutti,

come da titolo, utilizzando resine bicomponente trasparenti, vorrei evitare tale fenomeno.
Ancora di più, vorrei comprenderlo.

Come mai tali resine ingialliscono nel tempo ?

Da poche ricerche effettuate (limitate dalla mia scarsa conoscenza dell'argomento) ho compreso che la causa risiede in alcune molecole solitamente utilizzate nei catalizzatori.
A causa degli UV degradano, alterando la loro trasparenza ad alcune frequenze e quindi portanto alla tonalità giallina (più o meno intensa) e non perfettamente trasparente.

So che diversi produttori offrono bicomponenti con ridotto problema, ma vorrei comprendere bene il fenomeno per poi capire se vi siano dei prodotti bicomponente che non lo patiscano per nulla.

Ogni risposta chiara e dettagliata sarà la benvenuta, per allargare le mie conoscenze ed operare acquisti ragionati.
Preferirei evitare ipotesi che non portino alla spiegazionie del fenomeno.

Ciao e grazie

:-)
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Provo a risponderti anche se non sono specializzato. Frequento la triennale di chimica industriale e abbiamo avuto a che fare con polimeri.
Posso dirti che generalmente possono esserci molti motivi per cui si può avere ingiallimento della resina. Diffiderei dei catalizzatori a meno che non sia una resina non industriale perchè generalmente i catalizzatori di ultima generazione non sempre richiedono estrazione essendo presenti in piccolissime quantità e inoltre questi dovrebbero dare un colore di fondo già dall'inizio. Per quanto riguarda gli UV sicuramente incidono sulla struttura del polimero e/o permettono molte reazioni se essa è esposta all'aria aperta, sono i fenomeni più plausibili. In generale tutte le resine ingialliscono ma quelle sintetizzate per lo scopo presentano dei filtri anti UV in grado di rendere il fenomeno molto lento.
Spero possa essere stato d'aiuto anche se non esaustivo.
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Ciao COOH,

ti ringrazio per avermi risposto, al di là dei contenuti.

Purtroppo non era la risposta che cercavo, nel senso che apprezzo molto il tuo tentativo e disponibilità, però mi scrivi cose che erano già evidenti per me. Voglio dire, che gli  UV abbiano effetti sui polimeri è certo, dato che addirittura in alcuni casi si fa sì che avvenga uan vera e propria catalisi (alcune resine usare dai dentisti, alcune stampanti 3D che sfruttano i laser).
Sono alcuni casi ben noti.

Quello a cui mi rifeivo è il problema di alcune molecole presenti nei catalizzatori di resine, che tendono con il tempo e la radiazione UV a modificarsi, come in effetti scrivevi anche tu.
Quello che volevo capire è quali siano queste molecole presenti nei catalizzatori, ad alterarsi con gli UV.
Se ho letto bene altrove, sono le stesse molecole necessarie alla catalisi.
Inoltre mi incuriosice il fatto che sia proprio il giallino a venir fuori con il tempo. Non altre tonalità.

Hai ragione a dire che taluni catalizzatori hanno già in origine un viraggio verso alcune tonalità (anche lo stesso giallino), ma ovviamente mi riferivo a quei catalizzatori neutri in partenza, in quanto la reisna catalizzata finale (che si vuole ottenere) è proprio trasparente.
...salvo che col tempo + o - ingiallisca.

Però potrei approfittare del tuo corso di studi per suggerirti di porre questa domanda ad un docente dei tuoi corsi.
Sarebbe interessante ascoltare la risposta.
Il fatto è appunto che questo fenomeno è diffuso (ovviamente si riscontra maggiormente nelle resine catalizzate trasperenti), come oltretutto anche il viraggio al giallino.
Ecco la mia curiosità.

Infine come "tamponano" il fenomeno quei produttori che ostentano un ingiallimento molto contenuto ?
Sarebbe interessante capire anche questo aspetto.

Ti ringrazio, vediamo cosa vien fuori...

:-)
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Dovresti specificare quale è questa resina bicomponente specifica che tu utilizzi e di che cosa è composta dal punto di vista chimico per dare una spiegazione plausibile chimicamente , sennò parliamo di nulla, solo di teoria e basta .
Quella dei dentisti è fatta apposta per solidificare con gli UV .
Molte resine sono coperte da brevetto e non sapremo mai nei dettagli cosa contengono .
Se il problema è l'ingiallimento , bisogna sapere dove devi applicare questa resina e se possibile la puoi coprire con una vernice trasparente , io ho fatto cosi in muro .

  1. Chi vuol essere lieto sia del doman non vi è certezza .
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ciao experimentator,




ti giro la domanda.
Sapresti spiegarmi per una resina bicomponente a tua scelta (epossidica, acrilica, poliuretanica) la causa dell'ingiallimento ?

Altrimenti, perdonami la sincerità (non voglio essere scortese), mi viene da pensare che tu non abbia assolutamente idea della causa di questo fenomeno (in generale).
Infatti, suggerendomi di coprire con un trasparente, evidenzia il fatto che ti sfugga che l'ingiallimento avviene a tutto corpo, in quanto il calatizzatore che solitamente contiene le molecole "incriminate", è diffuso proprio a tutto corpo.
Se su di un oggetto gialli, metti una vernice trasparente...vedi il colore che è sotto.

Infine proprio come dici tu, raramente le aziende forniscono tutti i dettagli chimici dei loro prodotti, ma solo le schede di sicurezza generali.
Come posso fornirtele io ?

Per le resine UV usate dai dentisti: guarda che appunto lo avevo scritto se reticolano appositamente con gli UV di uno strumento usato in ortodonzia.

Se hai suggerimenti ed indicazioni per spiegare il fenomeno ok, altrimenti preferisco apsettare qualcuno che conosca chimicamente il fenomeno e possa rispondere al mio questito.

Ciao, grazie
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Poiché ogni produttore tiene ben stretti i propri additivi e di sicuro non viene a dirti cosa c'è dentro, mi sa che dovrai arrenderti alle ipotesi. Iniziatori radicalici comunemente usati sono perossidi di benzoile, di dicumile, persolfati, azoisobutilnitrile e altre molecole che si scindono rapidamente a formare radicali. Più nel dettaglio non ci è dato saperlo, e ha probabilmente poca importanza. Iniziatori cationici o anionici sono molteplici, ma anche qui poco importa.

Riguardo l'ingiallimento, il ruolo degli iniziatori conta poco; quando l'iniziatore è saldamente legato alla catena polimerica ha poche ragioni per andarsene, ed è comunque statisticamente una frazione molto scarsa dell'intera massa; la degradazione e l'ingiallimento di una resina/plastica è solitamente data dalla rottura delle catene polimeriche a causa di esposizione a raggi UV, a metalli di transizione, ad ambienti acidi o basici, ad ambienti ossidanti. Nel caso degli UV i produttori impiegano una enorme serie di composti (appunto detti antiossidanti/anti-uv) dei quali anche qui sappiamo ben poco, ma sono solitamente derivati del benzofenone, del benzotriazolo o del fenolo. Quando un raggio UV colpisce una matrice polimerica (in particolare poliuretani, epossidi e polimeri ricchi di unità ripetitive aromatiche) avviene una forte interazione energetica tra il fotone e i legami del polimero, che hanno energia comparabile e che quindi possono subire degradazioni radicaliche, e di conseguenza rompersi sommariamente (e qui calano le proprietà meccaniche) o degradarsi/combinarsi fra loro a dare piccole molecole solitamente gialle, marroni o nere. Per ovviare a questa cosa i produttori di plastiche inseriscono additivi anti-uv capaci di "catturare" l'energia dei raggi UV e stabilizzarla per risonanza o dissociandosi in molecole più stabili (quindi additivi "sacrificali"). Ovviamente impiegare anti-UV è solo una misura temporanea, in quanto prima o poi il materiale si decomporrà. Non ho ben capito se questo è quello che vuoi sapere. O volevi forse vedere dei meccanismi? Dovrei avere qualche appunto sulla degradazione/ingiallimento del PVC -bene o male i meccanismi sono sempre quelli.

Riassumendo,
Quello a cui mi riferivo è il problema di alcune molecole presenti nei catalizzatori di resine, che tendono con il tempo e la radiazione UV a modificarsi, come in effetti scrivevi anche tu.
Quello che volevo capire è quali siano queste molecole presenti nei catalizzatori, ad alterarsi con gli UV.

Le molecole che si alterano agli UV sono le catene polimeriche, non gli iniziatori (non catalizzatori, le reazioni di polimerizzazione non sono catalizzate e sono reazioni per accrescimento di catena o per stadi che quando iniziano vanno avanti da sole fin quando non si consumano tutti i reagenti; alcune possono essere acido/base-catalizzate ma si usano acidi e basi di lewis che non creano problemi al prodotto finito).
Se ho letto bene altrove, sono le stesse molecole necessarie alla catalisi.
Nuovamente, non ci sono quasi mai catalizzatori.
Inoltre mi incuriosice il fatto che sia proprio il giallino a venir fuori con il tempo. Non altre tonalità.
Viene fuori il giallo perché si formano composti a minore energia rispetto alle catene sature e solitamente bianche (trasparenti) del polimero; a causa di vari fenomeni, ma principalmente a causa della coniugazione, in seguito alla degradazione ci troviamo con molecole ricche di doppi legami alternati che possono quindi entrare in risonanza e abbassare l'energia della molecola a sufficienza da permetterle di interagire con la luce, assorbendo le frequenze nel viola-blu per apparire giallo-rosse. Aumentando di proposito la loro dimensione, la loro coniugazione e inserendo eventuali sostituenti (ammine, gruppi nitro...) posso modificare l'energia della molecola e ottenere sostanze ad energia ancora minore che assorbono qualsivoglia frazione di luce nel visibile assumendo quindi qualsiasi colore. I coloranti sintetici si basano tutti su questo principio, sfruttando molecole aromatiche, risonanza e sostituenti cromofori. E' una spiegazione estremamente approssimata (non mi bastonate), c'è moltissima chimica fisica e chimica organica dietro, correlate di calcoli matematici anche molto complessi. Ci sono comunque dei modi per calcolare con carta e penna il colore approssimato di una molecola conoscendone la struttura chimica e facendo un paio di approssimazioni.
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(2018-01-21, 11:01)Andalo_chem Ha scritto: ciao experimentator,

ti giro la domanda.
Sapresti spiegarmi per una resina bicomponente a tua scelta (epossidica, acrilica, poliuretanica) la causa dell'ingiallimento ?

Come si può parlare in generale di chimica se non specifichi quale tipo di resina bicomponente utilizzi ? 
Come parlare a vanvera in poche parole , almeno dicci il nome commerciale cosi vediamo di che cosa si tratta , cosa è eposidica ,acrilica  poliuretanica ?
Booh  .?
L'ingiallimento può essere dovuto oltre che alla luce solare anche all'assorbimento di ossigeno , quindi coprendo con una vernice lo isoli . 
Fai la prova e poi mi dai la risposta .
Tu stai dicendo che l'ingiallimento è dovuto al catalizzatore , come fai a dirlo ?
Il catalizzatore in genere non ingiallisce . è in piccole quantità , solo per iniziare la polimerizzazione , quello che ingiallisce secondo me è la molecola di polimero per rottura dei doppi legami causa UV o causa ossidazione .
Cosa ci azzecca il catalizzatore ?

  1. Chi vuol essere lieto sia del doman non vi è certezza .
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Provo a rispondere esaminando il problema al contrario.
Una sostanza ci appare incolore (questo è il termine corretto e non "trasparente") perché assorbe radiazioni elettromagnetiche non visibili all'occhio umano; queste possono essere radiazioni IR (10^5 - 10^3 nm) oppure radiazioni UV (10 - 1 nm).
Una sostanza invece ci appare colorata perché assorbe radiazioni visibili complementari a quelle del colore che mostra; una sostanza gialla (570 - 590 nm) assorbe radiazioni violette (390 - 420 nm).
Ora, se una sostanza incolore con il passare del tempo diventa gialla significa che si sono formati dei composti organici contenenti doppi legami C=C coniugati.
Quali possano essere le reazioni che avvengono dipende ovviamente dai componenti contenuti nel polimero.
Ciao
Luisa

Dal laboratorio se ne usciva ogni sera, e più acutamente a fine corso, con la sensazione di avere “imparato a fare una cosa”;
il che, la vita lo insegna, è diverso dall’avere “imparato una cosa”.
(Primo Levi)


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Grazie.
Le vostre risposte mi hanno aiutato ad iniziare a farmi un'idea del fenomeno/problema.
Perlomeno ho iniziato a comprendere la connessione (energetica) tra gli UV e gli effetti all'interno di questi polimeri.

Ho parlato di catalizzatore in quanto mi riferivo a resine termoindurenti epossidiche, ma ho notato il fenomeno anche per delle Poliuretaniche.
Ho (erroneamete pare) imputato l'ingiallimento al catalizzatore della reazione del termoindurente, in quanto la sola resina epossidica (nel mio caso) pur esposta agli UV non ha dato segni di alterazione.
Diversamente il solo catalizzatore od il termoindurente orami reticolato, si.
Era un prodotto Elantas (non volevo fare nomi di aziende, ma dato che qualcuno insisteva...)
Quindi ho compreso che l'energia trasmessa dagli UV favorisce la formazione di molecole che filtrano le frequenze intorno al giallo.

Un produttore mi ha confermato stamane che gli UV favoriscono la formazione di radicali liberi. Immagino si riferisse propio ai termoindurenti poliuretanici, epossidici ed acrilici. Ha spiegato che non ne esistono di esenti al fenomeno. Solo con filtri UV si può rallentare (magari, come spiegavate, anche aggiungendo molecole sacrificali), ma inesorabilmente si presenterà, prima o poi.

Attendo la risposta di un altro produttore, che mi ha fornito il telefono di un loro tecnico.
Vi riporterò la sua risposta per aggiungere utili informazioni a questo post.

Per il momeno ancora grazie.

:-)
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Gli UV favoriscono la formazione di radicali liberi in qualsiasi materiale plastico, dalla gomma naturale a quella artificiale fino al PVC, a prescindere da caratteristiche termoindurenti o termoplastiche, a prescindere dal fatto che siano bicomponenti o no, a prescindere dal fatto che vi siano catalizzatori (che per l'ennesima volta ti conviene lasciare da parte nei ragionamenti perché rischi solo di farti confusione con gli iniziatori). Anzi, ti dirò di più, gli UV favoriscono la formazione di radicali anche in substrati organici, ovviamente dipende dalla loro lunghezza d'onda, ma è quello il motivo per il quale se prendi troppo sole o lampade senza protezione puoi rischiare qualche cancro alla pelle: il nostro organismo contiene numerosi antiossidanti, dagli acidi fenolici alla vitamina C, sparsi in varie porzioni del nostro organismo, che possono bloccare i radicali formati dagli UV, ma se si esagera potrebbero non essere sufficienti. Inoltre, la degradazione di una materia plastica è accelerata dall'umidità e dalla presenza di bagnato, che focalizza la luce solare sulle superfici e ne accentua l'intensità.
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