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改性聚丙烯(PP)老化與抗氧
發(fā)布時(shí)間:2022.01.18
信息摘要:
聚丙烯老化宏觀上可以通過(guò)聚丙烯特性粘度下降或熔體流動(dòng)速率增大而加以判斷。改性聚丙烯防止老化主要是添加各種抗氧劑。在正常條件下,主要是防止熱氧老化和自由基老化,熱氧老化的瞬間會(huì)產(chǎn)生過(guò)氧化物,過(guò)氧化物會(huì)攻擊正常的聚丙烯分子鏈,開(kāi)始新一輪的熱氧老化過(guò)程。


改性塑料聚丙烯粒子的分子主鏈上有叔碳原子,在低溫室內(nèi)條件下,并不容易發(fā)生老化。

 

但在某些特定條件下,如熱、氧、紫外線、銅害等外界因素作用下極易發(fā)生化學(xué)變化,其表現(xiàn)為紅外吸收光譜中出現(xiàn)羰基峰,隨后生成過(guò)氧化物,斷裂后形成游離基,這些游離基進(jìn)一步引起整個(gè)大分子鏈裂解、支化與交聯(lián),使聚丙烯失去高分子材料的特征,喪失其使用性能。

 

聚丙烯老化宏觀上可以通過(guò)聚丙烯特性粘度下降或熔體流動(dòng)速率增大而加以判斷。特性粘度下降或熔體流動(dòng)速率增大,意味著聚丙烯分子量變小。例如分子量為27.1萬(wàn)的聚丙烯在310℃的加工溫度下擠出加工三次后,分子量降低至5.23萬(wàn)。所以熔融指數(shù)會(huì)大幅度上升。

 

注意,這種老化導(dǎo)致的熔融指數(shù)上升與使用降溫母粒導(dǎo)致的熔融指數(shù)上升不一樣。這種老化無(wú)序的,不可控的,伴隨著力學(xué)強(qiáng)度的大幅度衰減。

 

019-改性PP老化


 

一個(gè)極端的聚丙烯老化例子是聚丙烯編織袋,在室內(nèi)放置幾年都沒(méi)有關(guān)系,一旦放置戶外暴曬,90日就可粉化,失去使用價(jià)值。

 

某些金屬對(duì)聚丙烯分子老化起催化作用,如銅害,會(huì)短時(shí)間內(nèi)讓聚丙烯電纜絕緣層失去力學(xué)性能。聚丙烯電纜料的銅害即是其中一例,這一般采取鍍錫加上聚丙烯添加特殊助劑雙重方案解決。

 

改性塑料粒子聚丙烯分子主鏈斷裂產(chǎn)生大量游離基,一方面會(huì)繼續(xù)攻擊主鏈上碳原子,導(dǎo)致新的降解反應(yīng),同時(shí)也還會(huì)伴隨著游離基之間的藕合或交聯(lián),分子量下降的速度有可能減慢,但材料宏觀上會(huì)變硬和脆化。降解過(guò)程中產(chǎn)生的氧化結(jié)構(gòu)(如羰基、過(guò)氧化物等),會(huì)進(jìn)一步提高對(duì)光引起降解的敏感性。

 

019-改性PP的抗氧化計(jì)量

 

改性聚丙烯防止老化主要是添加各種抗氧劑。在正常條件下,主要是防止熱氧老化和自由基老化,熱氧老化的瞬間會(huì)產(chǎn)生過(guò)氧化物,過(guò)氧化物會(huì)攻擊正常的聚丙烯分子鏈,開(kāi)始新一輪的熱氧老化過(guò)程。

 

自由基是在聚丙烯長(zhǎng)期使用中慢慢游離的活性小分子,也會(huì)與聚丙烯分子鏈反應(yīng),是分子鏈斷裂從而產(chǎn)生老化。

 

所以,防止改性聚丙烯老化也應(yīng)該從這兩方面入手,添加不同的抗氧劑。根據(jù)作用機(jī)理不同,抗氧劑可分為游離基鏈反應(yīng)終止劑,即自由基終止劑(主抗氧劑)和過(guò)氧化物分解劑(輔助抗氧劑)兩類。現(xiàn)在市場(chǎng)上有許多種抗氧劑供選用。選用的原則是價(jià)格、與聚丙烯的相容性和抗氧化效果。

 

目前獲得認(rèn)可,且技術(shù)經(jīng)濟(jì)兩方面較為合適的抗氧劑是酚類1010和亞磷酸酯168的復(fù)配物,稱之為B215或B225,前者1010與168比例為1:2,后者1010與168比例為1:1。但是因?yàn)榭寡鮿?68耐水解性能不好,所以在水浸條件時(shí)不能使用上述配方。



廣東聚石化學(xué)股份有限公司是一家擁有22年銷售、研發(fā)及生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的改性塑料企業(yè),具備年產(chǎn)10萬(wàn)噸改性塑料的生產(chǎn)能力,擁有環(huán)保改性聚烯烴材料、改性工程塑料和功能母粒等200多個(gè)牌號(hào)的產(chǎn)品。產(chǎn)品均通過(guò)IATF16949質(zhì)量管理體系認(rèn)證、通過(guò)美國(guó)UL認(rèn)證,符合歐盟委員會(huì)RoHs標(biāo)準(zhǔn);且廣泛應(yīng)用于汽車、智能家電、燈飾、環(huán)保電纜、OA設(shè)備、通信電子、衛(wèi)材塑料、電視機(jī)、涂料等行業(yè)。

聚石化學(xué)自成立以來(lái),每年都承擔(dān)了多個(gè)省市區(qū)級(jí)科技計(jì)劃項(xiàng)目,目前擁有國(guó)內(nèi)外多項(xiàng)阻燃材料核心技術(shù)的發(fā)明專利。一直致力于無(wú)鹵阻燃環(huán)保阻燃材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,并通過(guò)全球化的經(jīng)營(yíng)實(shí)現(xiàn)了從內(nèi)銷主導(dǎo)到外銷兼顧的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變,通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品創(chuàng)新不斷使產(chǎn)品保持高技術(shù)含量和高附加值。

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