抗氧劑對聚丙烯（PP）材料的影響因素

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(jià)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(gè)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(jī)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(jià)和驗(yàn)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(xiàng)性能進(jìn)行考察。

01

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(gè)重要指標(biāo)，通常用熔融指數(shù)法來評價(jià)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。

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?。惑w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。

02 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(shí)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(jià)抗氧劑對聚丙烯加工性的影響。試驗(yàn)結(jié)果見表2：

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?？梢姡w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(shí)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(gè)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。

由表3可以看出，一次擠出后，氧化誘導(dǎo)期大小順序?yàn)椋后w系C>體系B>體系D>體系A(chǔ)。氧化誘導(dǎo)期更長。說明使用此體系的PP材料熱穩(wěn)定性更優(yōu)。

04 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(shí)驗(yàn)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。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(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)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(shí)候，需要通過大量的實(shí)驗(yàn)，選擇適合的抗氧劑及抗氧劑組合，開發(fā)出合適的材料。

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