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  • 聚氯乙烯部分添加剂简介
  • 本站编辑:巩义市白云塑胶助剂有限公司发布日期:2021-06-08 10:59 浏览次数:

聚氯乙烯是世界上实现工业化时间最早,应用范围比较广泛的通用型热塑性塑料。纯聚氯乙烯树脂的分解和塑化温度极为接近,当加热到130℃-140℃时,就会发生分解,放出氯化氢,所以用纯聚氯乙烯树脂是不能加工制造塑料制品的,必须加入各种助剂,改善聚氯乙烯性能,才能获得性能各异、用途广泛的各种制品。因此,聚氯乙烯配方设计是聚氯乙烯制品加工的前提和重要工序。

一、抗氧剂

抗氧剂是一种能抑制和延缓聚合物材料氧化和降解的化学助剂,其作用机理复杂。根据抗氧剂所具有的官能团可将它们概括的分为主抗氧剂和辅助抗氧剂。它们的作用是:主抗氧剂靠束缚自由基而中断链式反应;辅助抗氧剂或称预防性抗氧剂是破坏氢过氧化物的,这是产生自由基的根源。

由于大部分聚氯乙烯的降解过程是离子化过程,故只在考虑有自由基降解时,才使用主抗氧剂。因为氧能加剧聚氯乙烯的热,光降解历程,高温下增塑剂的氧化也很快,氧化后的增塑剂会使相容性下降,“挥发度”增大。所有这些破坏作用,使聚氯乙烯制品性能迅速下降,并会有气味产生。聚氯乙烯在氧化过程中一旦生成了双键,其后的氧化过程就和其他不饱和聚合物一样了。为了防止和缓解聚氯乙烯在加工和使用过程中老化,提高聚氯乙烯制品的应用质量,在某些配方中应加入一定量的抗氧剂。

聚氯乙烯对抗氧剂的要求不是很高,所以聚氯乙烯配方中大多没有抗氧剂。但对于长期在户外应用的、高温环境下应用的、耐侯性要求较高的聚氯乙烯制品。特别是易发生氧化裂解和潜在降解的增塑聚氯乙烯制品,如电缆材料等。配方中一般在加入热稳定剂的同时,加入一定量的抗氧剂,以保证聚氯乙烯制品的内在稳定性和外观质量。

另外废旧聚氯乙烯制品的回收利用的再加工中,不仅应补加损失的热稳定剂,同时还应加入一定量的抗氧剂,使因老化产生的自由基的活性降低或丧失。避免发生链式反应,增强新制品的稳定性,延长其使用寿命。

可用于聚氯乙烯的抗氧剂主要有两大类,即主抗氧剂和亚磷酸酯类辅助抗氧剂。主抗氧剂主要有双酚A、抗氧剂CA,抗氧剂264,抗氧剂2246 ,抗氧剂1076等。从综合性能、来源及成本来考虑,聚氯乙烯中应用比较多的是双酚A。其主要用于增塑聚氯乙烯配方中,特别是电线电缆材料。因为它不仅对聚氯乙烯树脂有抗氧化作用,同时对防止增塑剂挥发和氧化分解也有抑制作用,一般加入量为0.3-0.5%。亚磷酸酯类抗氧剂在聚氯乙烯中广泛作螯合剂使用。特别是以金属皂作稳定剂时具有协同效果,可减少金属氯化物的危害,阻止金属离子对聚氯乙烯树脂的催化降解。在透明聚氯乙烯膜、片、板中应用较多。常用品种有亚磷酸三苯酯(TPP)、二苯基—异辛基亚磷酸酯(ODPP)、亚磷酸苯二异辛酯等。它们能使聚氯乙烯制品保持其透明度,并抑制颜色的变化。配方中用量一般为0.3%-1.0%。

二、光稳定剂

光稳定剂的作用机理因自身结构和品种不同而不同,有的能屏蔽紫外线或吸收紫外线并将其转化为无害的热能;有的可淬灭被紫外线激发的分子或基团的激发态,使其回复到基态;有的则捕获因光氧化产生的自由基,抑制光氧化链式反应的进行,使高分子材料免遭紫外线的破坏。

聚氯乙烯材料是一种对紫外线不太敏感的聚合物,但聚氯乙烯中残留的感光杂质、催化剂残留物或其它光敏添加剂将会引起聚氯乙烯的降解。聚氯乙烯塑料在日光照射下,由于受日光中290—400纳米波长紫外线的照射,吸收紫外线能量、化学键破坏,并引起链式反应,使聚氯乙烯塑料性能下降,如降低冲击强度或使制品变色等。配方中加入紫外线吸收剂便可有效地抑制光降解。因此,聚氯乙烯所用的光稳定剂,使用比较普遍的是紫外线吸收剂。

聚氯乙烯硬质品在紫外线稳定方面的要求主要是在户外建材方面,如护墙板、百叶窗、窗用型材;软质品主要应用于座位外罩、花园园艺软管和草坪设施等。

光稳定剂的种类和品种很多,用于聚氯乙烯中的主要有二苯甲酮类、苯并三唑类、三嗪类和炭黑。常用品种是:UV-9(2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮)、UV-531(2-羟基-4-正辛氧基-二苯甲酮)、UV-326[(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑]、UV-P[2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三唑]、UV-24(2,2’-二羟基-甲氧基二苯甲酮)、三嗪-5[2,4,6-三(2’-羟基-4’-正辛氧基苯基)-1,3,5-三嗪]。

炭黑可以吸收入射光,并将其转化成热能重新释放出去而不损坏聚合物。但只能用于深色的聚氯乙烯制品。其用量还取决于制品的颜色,所以炭黑在聚氯乙烯中使用受到制约和限制。

选择聚氯乙烯用的光稳定剂,应考虑它们与热稳定剂之间的相互影响,光稳定剂的应用需以不影响热稳定剂效果为前提。例如,二苯甲酮类光稳定剂与钡-镉热稳定剂并用时,会使软质聚氯乙烯制品泛黄,降低钡-镉稳定剂的碱性,泛黄现象得以减弱。苯并三唑类光稳定剂对于提高聚氯乙烯的光稳定性,特别是对硬质聚氯乙烯是非常有效的。然而在硬质聚氯乙烯中某些苯并三唑类光稳定剂与硫基锡热稳定剂并用时形成粉红色络合物。因此,当热稳定剂为金属皂类时,常选用UV-P,用量为0.2%-0.5%。当以硫醇有机锡为热稳定剂时,常选用UV-531,用量为0.3-0.5%。在聚氯乙烯农用薄膜中,三嗪-5有突出的防老化效果,用量为0.2-0.5%。

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