脫氧劑的簡介
抗氧劑是添加于塑料材料中,有效地抑制或降低塑料大分子的熱氧化反應(yīng)速度,明顯地提高塑料材料的耐熱性能,延緩塑料材料的降解、老化過程,延長塑料制品使用壽命,提高塑料制品使用價值的塑料助劑。
抗氧劑是塑料中應(yīng)用最廣泛的助劑。應(yīng)用最廣泛的內(nèi)容之一,是指在塑料的聚合合成、造粒、儲存、加工、使用各個不同階段,均有抗氧劑的應(yīng)用。應(yīng)用最廣泛的內(nèi)容之二,是指當(dāng)今世界上已出現(xiàn)的各種不同分子結(jié)構(gòu)的塑料材料種類,如聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯類聚合物、工程塑料、改性塑料等材料中,應(yīng)用抗氧劑的塑料材料種類最多。
常用的塑料抗氧劑按分子結(jié)構(gòu)和作用機理一般分為四類:受阻酚類、亞磷酸酯類、硫代類及復(fù)合類。
抗氧劑對高分子材料的影響因素
高分子聚合物中抗氧劑體系選擇的是否合適,需要進(jìn)行評價和驗證,既然是考察其應(yīng)用性能,那么就要考察其添加到聚合物后相關(guān)性能的變化。對于高分子聚丙烯材料,因其自身特性,主要從以下幾項性能進(jìn)行考察。
01,熔融指數(shù)或粘度
熔融指數(shù)是聚丙烯樹脂加工性能的一個重要指標(biāo),通常用熔融指數(shù)法來評價抗氧劑防護(hù)的高分子材料的加工穩(wěn)定性。加工前后熔融指數(shù)的變化愈大,材料的加工穩(wěn)定性愈差。因此考察抗氧劑穩(wěn)定劑體系經(jīng)多次擠出后熔融指數(shù)的變化。其結(jié)果如表1所示。
擠出 次數(shù) |
MFI(g/10min) |
|||
體系A(chǔ) |
體系B |
體系C |
體系D |
|
1010/168/CaSt/PP |
進(jìn)口抗氧劑/PP |
XY-1/PP |
XY-2/PP |
|
1 |
4.6 |
4.2 |
4.2 |
4.8 |
2 |
6.3 |
6.0 |
4.8 |
5.5 |
3 |
7.1 |
6.9 |
5.6 |
7.2 |
4 |
20.5 |
11.1 |
8.8 |
10.0 |
5 |
26.1 |
13.5 |
12.1 |
15.3 |
由表1可以看出,體系C的熔融指數(shù)經(jīng)五次擠出后變化相對較小;體系B、D次之,且兩者之間相差不大;體系A(chǔ)變化最大。由此可知,抗氧劑XY-1、XY-2與進(jìn)口復(fù)合抗氧劑對PP的加工穩(wěn)定性的作用基本相當(dāng),明顯優(yōu)于傳統(tǒng)抗氧劑穩(wěn)定體系。
黃色指數(shù)
聚丙烯在加工過程中,易產(chǎn)生熱老化現(xiàn)象,加入的主抗氧劑在抑制聚丙烯降解的同時形成醌類發(fā)色物,使制品顏色發(fā)黃。因此,添加抗氧劑穩(wěn)定體系的聚丙烯,經(jīng)多次擠出后用黃色指數(shù)的變化來評價抗氧劑對聚丙烯加工性的影響。試驗結(jié)果見表2:
表2多次擠出后黃色指數(shù)的變化
擠出 次數(shù) |
黃色指數(shù)(2度、C光源、ASTM標(biāo)準(zhǔn)) |
|||
體系A(chǔ) |
體系B |
體系C |
體系D |
|
1 |
1.5 |
1.0 |
0.9 |
1.1 |
2 |
3.3 |
2.0 |
1.9 |
2.3 |
3 |
6.2 |
3.6 |
3.3 |
3.8 |
4 |
8.5 |
4.5 |
4.3 |
4.9 |
5 |
10.2 |
6.7 |
6.2 |
7.1 |
portant; float: none;"> 從表2數(shù)據(jù)可以看出,體系B、體系D的黃色指數(shù)受擠出次數(shù)影響較??;體系A(chǔ)的黃度指數(shù)在經(jīng)過第五次擠出后變化較大??梢?,體系C對PP的黃色指數(shù)影響最小。
03.氧化誘導(dǎo)期
氧化誘導(dǎo)期是指在一定條件下聚合物與氧發(fā)生鏈?zhǔn)阶詣友趸磻?yīng)時間,表明一定溫度下(200℃)聚丙烯與氧發(fā)生反應(yīng)的難易。氧化誘導(dǎo)期越大,表明體系在高溫下越有效地阻止自由基的形成。一旦聚丙烯中生成自由基,即迅速吸氧,發(fā)生鏈?zhǔn)阶詣友趸磻?yīng)。將四個抗氧劑穩(wěn)定體系與聚丙烯粉料經(jīng)第一次擠出后的粒料,在DSC上進(jìn)行氧化誘導(dǎo)期測試,其測試結(jié)果如表3所示。
擠出 次數(shù) |
時間(min),200℃ |
|||
體系A(chǔ) |
體系B |
體系C |
體系D |
|
1 |
3.08 |
11.84 |
12.56 |
10.80 |
長期耐熱氧老化
長期耐熱氧老化功能是塑料材料防老化或耐候的基礎(chǔ)功能,防紫外或防光老化功能則是建立在基礎(chǔ)功能之上的提高功能。戶外使用的改性塑料制品,在光穩(wěn)定體系中,組合適合的抗氧劑體系和適當(dāng)?shù)奶砑恿?,可以適度地提高制品的長期光穩(wěn)定作用或效果。
總結(jié)
通過以上實驗數(shù)據(jù)表明,不同抗氧體系對材料的熔融指數(shù)或粘度,黃色指數(shù),氧化誘導(dǎo)期,長期耐熱氧老化存在不同的影響。portant; float: none;">高分子聚合物選擇什么樣的抗氧劑體系,除了常規(guī)的品種,不同的產(chǎn)品要求、人員的使用習(xí)慣、來源的渠道等都會影響人們的選擇,但選擇什么最合適的抗氧劑,需要人們不斷的實驗和生產(chǎn)實踐,也依賴科技人員開發(fā)新的抗氧劑品種。而對于高分子行業(yè)的技術(shù)人員來說,當(dāng)進(jìn)行配方研究的時候,需要通過大量的實驗,選擇適合的抗氧劑及抗氧劑組合,開發(fā)出合適的材料。