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聚丙烯材料的老化现象与防老化手段

文章出处:恒温恒湿箱厂家责任编辑:网络部发表时间:2017-08-21 12:12:28【

  聚丙烯具有很多优良性能,原料制造技术成熟,价廉且量多,是目前应用普遍的塑料和纤维用品。聚丙烯由于其分子结构含有叔碳原子,容易受到光、热、氧化等作用从而发生材料老化而变质,最终会导致丧失原有性能而导致无法使用。

聚丙烯老化
  为了了解聚丙烯的耐老化性能和探索其稳定性,我们通过添加一些辅助剂和树脂来进行生产和研制,参照国内外的经验,对材料进行大气老化试验、热老化试验以及人工气候老化试验。根据试验结果筛选出一些耐老化性能较好的配方供生产应用部门参考。
 

  一、试验样品的准备

  1、原料来源
  原料采用了北京化工研究院的聚丙烯树脂试样,抗氧化剂和紫外光吸收剂均有国内生产及研究单位提供,个别辅助剂采用国外产品。
 
  2、样品成型加工
  按配方计量的抗氧化剂、紫外光吸收剂等助剂溶于丙酮或氯仿中,然后加入定量的聚丙烯树脂,经搅拌、干燥、研磨、过筛后,热压成片。厚度约0.3mm。
 

  二、试验条件

  1、大气老化试验
  样品放置在本所楼顶上曝露。曝露架面朝南,与水平面或当地纬度角23°08′。
 
  2、人工气候试验
  采用阳光型气候箱,试验条件为:
  温度50±2℃;
  相对湿度70%~80%;
  降雨12分钟/小时。
 
  3、热老化试验
  样品放置在带转盘和鼓风的热老化箱中,温度150±1℃。
 

  三、测试指标

  性能指标:脆化时间、抗张强度和伸长率、熔融指数、密度结晶度、介电损耗角正切值、紫外透过率、重量变化等。
  其中,脆化试验在样品老化过程中,定期以肉眼观察样品开始出现微小脆化(如斑点、粉化、开裂等现象)的试验时间。样品面积为120*60mm2。
 

  四、试验结果

  1、不添加稳定剂的聚丙烯树脂耐老化性极差。
  在150℃进行热老化试验时,0.5~3.5小时就全部脆化。大气老化12天(夏季)也全部脆化。未加稳定剂的聚丙烯粉料在室内存放4个月就变质,不能成型。因此聚丙烯在加工、储存和使用过程中,必须加入有效的稳定剂。
 
  2、添加抗氧剂可以提高聚丙烯的耐热老化性能。
  1010、CA、330、I076是适用于聚丙烯的主抗氧剂。他们分别与硫代二丙酸酯类i(DSTP、DLTP等)辅助抗氧剂并用,更能提高聚丙烯的耐热老化性能。尤其1010与硫代二丙酸酯或亚磷酸酯并用,有较为满意的热稳定效果。以脆化时间为指标,在150℃下其耐热老化性能可以达2000小时。
 
  3、聚丙烯在户外使用除加入抗氧剂外。还须加入光稳定剂。
  UV-327、UV-531和紫外光机手机较适用。价廉和易得的碳黑和氧化锌也能显著提高聚丙烯的耐光性能。紫外光吸收剂用量增加,聚丙烯耐光性能也显著提高。担忧一定的限度,如UV-327用量增加到0.5%以上,聚丙烯耐光性能改善不大,UV-327用量在0.5%左右为宜。
 
  4、提高聚丙烯树脂的质量,可以提高聚丙烯制品的耐热老化性。
  同一配方样品,如1010+仿DLTP(1.0:1.0)和1010+DSTP+三嗪-2(0.5:0.5:0.3),用质量好的树脂,亓翠花时间分别达1949小时、2232小时,其热老化性能比用树脂质量差的相应提高了258小时和555小时。
 
  5、任何一种防老化配方体系都不是万能的,必须根据不同用途,确定不同配方。
  根据试验结果,列举一些助剂用量较小,光(热)稳定效果较好的配方供生产使用部门参考。
 
  (1)光、热稳定性较好,可供室内外使用的配方:
光热稳定性配方
  (2)热稳定性较好,光稳定些较差,可供室内使用的配方:
热稳定性配方
此文关键字:聚丙烯材料老化与防老化
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