塑料抗氧劑和光穩(wěn)定劑的作用、主要功能及應(yīng)用技術(shù)課件

塑料抗氧劑和光穩(wěn)定劑的作用、主要功能及應(yīng)用技術(shù)

塑料抗氧劑和光穩(wěn)定劑的作用、主要功能及應(yīng)用技術(shù)1

抗氧劑、光穩(wěn)定劑的作用與功能

塑料材料因分子結(jié)構(gòu)不同，或同分子結(jié)構(gòu)因聚合工藝不同、加工工藝不同、使用環(huán)境和條件不同，自身的熱氧化、光氧化反應(yīng)速度和抗熱氧化、光氧化反應(yīng)能力有很大不同。

抗氧劑和光穩(wěn)定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、光氧化反應(yīng)速度，顯著地提高塑料材料的耐熱、耐光性能，延緩塑料材料的降解、老化過程，延長塑料制品使用壽命的塑料助劑。

1抗氧劑、光穩(wěn)定劑的作用與功能塑料材料因分子結(jié)構(gòu)1.1.1

抗氧劑

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。1.1.1抗氧劑抗氧劑是塑料中應(yīng)用最廣泛的助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。受阻胺(光)穩(wěn)定劑HALS具有◎分解氫過氧化物、◎猝滅激發(fā)態(tài)氧、◎能捕獲自由基、◎本身循環(huán)再生四種可自我協(xié)同的功能，不僅是高效的光穩(wěn)定劑，同時也是高效的抗氧劑。高分子受阻胺(光)穩(wěn)定劑可以列為第五類塑料抗氧劑產(chǎn)品。

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受阻酚抗氧劑

是塑料材料的主抗氧劑，其主要作用是與塑料材料中因氧化產(chǎn)生的氧化自由基R·、ROO·反應(yīng)，中斷活性鏈的增長。受阻酚抗氧劑按分子結(jié)構(gòu)分為單酚、雙酚、多酚、氮雜環(huán)多酚等品種。多酚抗氧劑1010和1076是當(dāng)今國外、國內(nèi)塑料抗氧劑的主導(dǎo)產(chǎn)品，1010則以分子量高、與塑料材料相容性好、抗氧化效果優(yōu)異、消費量最大而成為塑料抗氧劑中最優(yōu)秀的產(chǎn)品。受阻酚抗氧劑是塑料材料的主抗氧劑，其主要作用是與塑料材料中亞磷酸酯抗氧劑和含硫抗氧劑

同為輔助抗氧劑。輔助抗氧劑的主要作用機理是通過自身分子中的磷或硫原子化合價的變化，把塑料中高活性的氫過氧化物分解成低活性分子。國內(nèi)亞磷酸酯抗氧劑生產(chǎn)消費量約占國內(nèi)抗氧劑生產(chǎn)消費總量的30％。國內(nèi)生產(chǎn)的含硫抗氧劑按分子結(jié)構(gòu)可分為硫代酯抗氧劑、硫代雙酚抗氧劑和硫醚型酚三類。亞磷酸酯抗氧劑和含硫抗氧劑同為輔助抗氧劑。輔助抗氧劑的主要協(xié)同效應(yīng)

協(xié)同效應(yīng)是指兩種或兩種以上的助劑復(fù)合使用時，其應(yīng)用效應(yīng)大于每種助劑單獨使用的效應(yīng)加和，即1+1＞2。利用抗氧劑復(fù)合、光穩(wěn)定劑復(fù)合、抗氧劑與光穩(wěn)定劑復(fù)合的協(xié)同效應(yīng)，可大幅度增強抗氧劑、光穩(wěn)定劑的防老化作用。協(xié)同效應(yīng)協(xié)同效應(yīng)是指兩種或兩種以上的助劑復(fù)合使用時，復(fù)合抗氧劑

不同類型主、輔抗氧劑，或同一類型不同分子結(jié)構(gòu)的抗氧劑，作用功能和應(yīng)用效果存在差異，各有所長又各有所短。復(fù)合抗氧劑由二種或二種以上不同類型或同類型不同品種的抗氧劑復(fù)配而成，在塑料材料中可取長補短，顯示出協(xié)同效應(yīng)，以最小加入量、最低成本而達到最佳抗熱氧老化效果。復(fù)合抗氧劑不同類型主、輔抗氧劑，或同一類型不同分子結(jié)構(gòu)的抗受阻胺(光)穩(wěn)定劑的熱氧穩(wěn)定作用與功能

受阻胺光穩(wěn)定劑（HALS）是一類具有空間位阻效應(yīng)的有機胺類化合物，絕大部分品種均以

2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基為母體，其代表結(jié)構(gòu)式為：

其中：

R=甲基CH3

R1=各種基團

R2=H,O·,CH3,OR等受阻胺(光)穩(wěn)定劑的熱氧穩(wěn)定作用與功能受阻添加劑達到破壞的天數(shù)添加劑達到破壞的天數(shù)數(shù)135℃149℃135℃149℃0.05%HALS77062230.05%HALS622105290.10%HALS77064220.10%HALS622136400.20%HALS77067250.20%HALS62219262無6125注：循環(huán)空氣老化箱中的手動彎曲破壞

HALS對于1㎜厚PP注射成型片的熱氧化穩(wěn)定性

添加劑達到破壞的天數(shù)添加劑達到破壞的天數(shù)數(shù)135℃149℃1添

加

劑T50/d無210.03%10762250.03%10104000.02%1010+0.08%1682900.01%1076+0.04%168+0.05%HALS6226350.01%1076+0.04%168+0.05%HALS944600注：T50/d伸長50%的天數(shù)

HALS對于0.1mm厚LLDPE薄膜的熱氧化穩(wěn)定性

添加劑T50/d無211.1.2光穩(wěn)定劑光穩(wěn)定劑主要作用為：屏蔽光線、吸收并轉(zhuǎn)移光能量、猝滅或捕獲自由基。光穩(wěn)定劑一般按作用機理分為光屏蔽劑、紫外線吸收劑、猝滅劑和受阻胺光穩(wěn)定劑四類。1.1.2光穩(wěn)定劑光穩(wěn)定劑主要作用為：屏蔽光線、吸收并由我國自行研制分子結(jié)構(gòu)和合成工藝，

并批量生產(chǎn)、應(yīng)用的受阻胺產(chǎn)品光穩(wěn)定劑PDS，苯乙烯-甲基丙烯酸（2，2，6，6-四甲基哌啶基）酯共聚物。光穩(wěn)定劑GW-544，亞磷酸三（2，2，6，6-甲基-4-哌啶氮氧自由基）酯。光穩(wěn)定劑GW-540，亞磷酸三（1，2，2，6，6-五甲基哌啶基）酯。由我國自行研制分子結(jié)構(gòu)和合成工藝，

受阻胺光穩(wěn)定劑（HALS）

是一類具有空間位阻效應(yīng)的有機胺類化合物，因其具有分解氫過氧化物、猝滅基發(fā)態(tài)氧、捕獲自由基、且有效基團可循環(huán)再生功能，是國內(nèi)外用量最大的一類光穩(wěn)定劑。國內(nèi)受阻胺光穩(wěn)定劑的消費量占國內(nèi)光穩(wěn)定劑消費總量的65％左右。受阻胺光穩(wěn)定劑（HALS）是一類具有空間位阻效應(yīng)的有機胺類紫外線吸收型光穩(wěn)定劑

紫外線吸收型光穩(wěn)定劑通稱為紫外線吸收劑，這類光穩(wěn)定劑是利用自身分子結(jié)構(gòu)，將光能轉(zhuǎn)換成熱能，避免塑料材料發(fā)生光氧化反應(yīng)而起到光穩(wěn)定作用。紫外線吸收劑根據(jù)分子結(jié)構(gòu)不同分為二苯甲酮類和苯并三唑類等。國內(nèi)二苯甲酮類光穩(wěn)定劑和苯并三唑類光穩(wěn)定劑消費量分別占國內(nèi)光穩(wěn)定劑消費總量的25％和10％左右。紫外線吸收型光穩(wěn)定劑紫外線吸收型光穩(wěn)定劑通稱為紫外線吸收劑猝滅劑

猝滅劑與紫外線吸收劑都是通過轉(zhuǎn)移光能而達到光穩(wěn)定目的。紫外線吸收劑是自身分子直接吸收光能時轉(zhuǎn)移能量，猝滅劑是與塑料材料中因光照而產(chǎn)生的高能量、高化學(xué)反應(yīng)活性的激發(fā)態(tài)官能團發(fā)生作用，轉(zhuǎn)移激發(fā)態(tài)官能團的能量。正是因為猝滅劑與紫外線吸收劑轉(zhuǎn)移能量的機理完全不同，猝滅劑被列為光穩(wěn)定劑四大系列之一。猝滅劑猝滅劑與紫外線吸收劑都是通過轉(zhuǎn)移光能而達到◎抗氧劑、光穩(wěn)定劑提高改性POM耐候性聚甲醛氧化或熱氧化時，除生成自由基外，還同時脫除甲醛，甲醛進一步氧化成甲酸，使制品力學(xué)性能顯著下降，一般使用受阻酚抗氧劑和協(xié)同穩(wěn)定劑組成耐熱氧穩(wěn)定體系。協(xié)同穩(wěn)定劑包括兩類物質(zhì)，一類是高分子含氮化合物，如蜜胺、共聚聚酰胺等，主要作用是防止甲醛脫除；另一類是有機酸鹽，如硬脂酸鈣、檸檬酸鈣等，在體系中做為酸承受體。

聚甲醛對紫外光異常敏感，沒有進行光穩(wěn)定保護的制品，在陽光下暴露很短時間，表面即變得粗糙。一般使用苯并三唑紫外線吸收劑UV-P或受阻胺622、292對聚甲醛進行紫外光保護。在顏色允許時，炭黑是POM效果優(yōu)異的紫外光屏蔽劑。◎抗氧劑、光穩(wěn)定劑提高改性POM耐候性POM

經(jīng)紫外光老化前后力學(xué)性能數(shù)據(jù)紫外光老化試驗未改性POM

改性POM老化前老化后伸長率%老化前老化后伸長率%拉伸最大應(yīng)力Mpa58.2450.0585.9453.0852.8199.49拉伸最大屈服力Mpa58.2453.0852.81斷裂伸長%43.597.2416.6156.8457.21100.7沖擊強度

kj?m-26.741.8527.456.063.4056.14※

紫外線吸收類光穩(wěn)定劑(苯并三唑UV-P,0.25%)及高分子改性劑，對聚甲醛進行改性耐侯處理，經(jīng)1000小時熱氧老化和紫外光化.

POM經(jīng)紫外光老化前后力學(xué)性能數(shù)據(jù)紫外光老◎光穩(wěn)定劑提高PBT專用料耐候性

PET和PBT自身具有良好的光穩(wěn)定劑性能。長期使用后，制品內(nèi)層或深層的老化程度仍很低，但制品表面則有發(fā)黃和脆化的現(xiàn)象。PBT用做節(jié)能燈罩，其表面顏色會隨使用時間或燈照時間的延長而逐漸變黃。

PBT專用料樣條：紫外線吸收劑和受阻胺復(fù)合光穩(wěn)定劑，加入量2%。老化試驗:裝有4支節(jié)能燈（每支16w）的自制老化箱，連續(xù)開燈照射60天，每10天測黃光指數(shù)，60天時測拉伸強度和沖擊強度。◎光穩(wěn)定劑提高PBT專用料耐候性光照對PBT空白樣和專用料物性的影響※黃光指數(shù):

空白樣和專用料的初始黃光指數(shù)約為1.2;

空白樣照射20天時，黃光指數(shù)已超過3（微黃）;

空白樣照射50天時，黃光指數(shù)超過6（黃）;60天時，專用料黃光指數(shù)基本無變化。測試項目拉伸強度MPa缺口沖擊強度J·m-2測試時間燈照前燈照后強度下降燈照前燈照后強度下降空白樣條1017129.7%653940%專用料樣條1031020.97%66651.5%光照對PBT空白樣和專用料物性的影響※黃光指數(shù):測試項目拉伸◎光穩(wěn)定劑提高PVC/ABS共混改性料耐候性

※將ABS與PVC共混改性，并保持適當(dāng)配比PVC/ABS=60/40～40/60，不僅能改善PVC的加工性能，而且還能提高PVC的機械性能，使PVC/ABS合金的沖擊強度超過ABS和PVC

。研究開發(fā)機械性能優(yōu)良且耐候性能良好的PVC/ABS合金，對于充分發(fā)揮合金使用價值、開拓塑料新品種具有重要的現(xiàn)實意義。

※ABS耐候性較差，在存儲、加工成型及使用過程中隨時間的延長而發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，出現(xiàn)力學(xué)性質(zhì)劣化、材料變硬發(fā)脆等問題，主要原因是ABS分子中丁二烯所含雙鍵在戶外受陽光、熱、氧的作用而氧化降解。并且在PVC/ABS合金中，ABS的降解還會加速PVC的降解，兩者相互作用，使得PVC/ABS合金的耐候性能變得更差?！蚬夥€(wěn)定劑提高PVC/ABS共混改性料耐候性※將ABS光穩(wěn)定劑提高PVC/ABS耐紫外線性能光穩(wěn)定劑試樣物理機械性能自然暴曬老化時間初始20天40天60天80天100天120天空白拉伸強度45.343.540.636.834.231.628.7沖擊強度34.530.226.523.521.320.219.8

UV-531拉伸強度45.344.543.341.839.837.635.5沖擊強度34.732.530.528.827.225.824.6UV-9拉伸強度45.444.242.540.237.535.032.2沖擊強度34.531.629.026.624.523.021.9

UV-327拉伸強度45.645.244.343.041.539.437.6沖擊強度34.632.831.530.829.928.827.8注：拉伸強度MPa；沖擊強度kJ/m2。光穩(wěn)定劑提高PVC/ABS耐紫外線性能光穩(wěn)定劑試樣物理機械性◎光穩(wěn)定劑提高PVC透明膜耐候性光穩(wěn)定劑伸長保留率%光穩(wěn)定劑伸長保留率%無≤

30

0.15%UV－326+0.15%HALS77090

0.3%UV-32675

0.15%UV－326+0.15%HALS62285

0.3%UV-53172

0.15%UV－326+0.15%HALS94483

0.3%HALS77066

0.15%UV－531+0.15%HALS77087

0.3%HALS62260

0.15%UV－531+0.15%HALS62291

0.3%HALS94468

0.15%UV－531+0.15%HALS94496※

膜厚度0.2mm,夏季,自然暴曬100天.◎光穩(wěn)定劑提高PVC透明膜耐候性光穩(wěn)

※對于透明塑料制品，紫外線吸收型光穩(wěn)定劑可在制品內(nèi)層或深層發(fā)揮作用，受阻胺光穩(wěn)定劑可在表層或表面發(fā)揮作用，二者協(xié)同使制品受到全面保護.

塑料抗氧劑和光穩(wěn)定劑的作用、主要功能及應(yīng)用技術(shù)課件◎光穩(wěn)定劑提高PVC硬制品耐候性在抗沖擊改性硬質(zhì)聚氯乙烯片（1mm厚）的光穩(wěn)定試驗中，測定黃色指數(shù)增加20個單位的時間:a.

添加0.3%UV-531的樣片為6000小時;b.

添加0.3%受阻胺770的樣片大于7500小時;c.

添加各0.15%受阻胺770和紫外線吸收劑UV-531的樣片大于8000小時?！谶@個體系中:受阻胺光穩(wěn)定劑單獨使用時的作用效果，優(yōu)于單獨使用紫外線吸收劑?！谶@個體系中:受阻胺光穩(wěn)定劑與紫外線吸收劑復(fù)合使用時的作用效果，優(yōu)于單獨使用紫外線吸收劑或略優(yōu)于單獨使用受阻胺光穩(wěn)定劑?！蚬夥€(wěn)定劑提高PVC硬制品耐候性PVC異型材和門窗※塑料門窗的變色現(xiàn)象是常見的、多發(fā)的，一般采用在制造型材時加入熒光增白劑和鈦白粉提高并保持制品的白度。事實上，熒光增白劑僅提高型材的初始白度，不能長期保持白度。不同型號、不同生產(chǎn)廠家的鈦白粉對型材抗紫外線并保持白度的能力不同。選用純度高的鈦白粉，使用適當(dāng)而又適量的光穩(wěn)定劑，是提高并保持型材白度的可行方法。PVC異型材和門窗※塑料門窗的變色現(xiàn)象是常見配方編號空白123456群菁藍0.020.050.050.02鈦白粉3366酞菁藍0.0020.0050.0020.005光穩(wěn)定劑GW-944Z0.40.80.40.80.40.8照射時間h白度值變化數(shù)據(jù)085.184.583.984.084.986.386.54866.968.569.869.175.574.880.97264.266.067.365.572.770.078.29561.464.265.363.270.066.975.911959.162.964.461.567.664.073.016650.456.759.055.861.358.468.318952.358.259.856.961.659.668.0白度保留%61.5%68.9%71.3%67.7%72.6%69.1%78.6%型材中光穩(wěn)定劑、填料、顏料及白度值變化數(shù)據(jù)配方編號空白123456群菁藍0.020.050

※中國塑協(xié)異型材和門窗專業(yè)委員會為配合GB/T8814—2004《門、窗用未增塑聚氯乙烯（PVC-U）型材》標(biāo)準(zhǔn)的實施，使塑料門窗制品質(zhì)量全面達標(biāo)，2004年8月～2006年4月開始組織了“實施新標(biāo)準(zhǔn)—開展原料的配方試驗及相關(guān)原輔料評價活動”。

復(fù)合助劑JC-568(配方編號A08)做為耐候穩(wěn)定劑參加評價試驗，達到GB/T8814—2004要求,取得了滿意的試驗結(jié)果。

※中國塑協(xié)異型材和門窗專業(yè)委員會為配合國家塑料制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心檢驗數(shù)據(jù)

配方編號沖擊強度保留率%顏色變化ΔE*顏色變化Δb*標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)4000h6000h標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)4000h6000h標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)4000h6000hA01≥6099.093.8≤51.831.51≤3

-0.79

-0.86A0797.491.70.580.69

0.14

0.23A0899.595.20.910.96

-0.40

-0.24按照GB/T8814－2004和GB/T16422－1999兩個標(biāo)準(zhǔn)進行的4000小時和6000小時老化試驗結(jié)果

A08:為復(fù)合助劑JC-568配方國家塑料制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心檢1.1.4抗氧劑、光穩(wěn)定劑作用功能的評價方法配方設(shè)計如下：a.空白樹脂；b.樹脂+抗氧劑；c.樹脂+光穩(wěn)定劑；d.樹脂+抗氧劑+光穩(wěn)定劑；評價塑料材料或制品中抗氧劑的作用功能，選用a、b組合進行試驗；評價塑料材料或制品中光穩(wěn)定劑的作用功能，選用a、c組合進行試驗；評價塑料材料或制品中抗氧劑、光穩(wěn)定劑的綜合作用功能，選用a、d組合進行試驗。1.1.4抗氧劑、光穩(wěn)定劑作用功能的評價方法配方設(shè)計如下：常用試驗方法主要有五種

(1).氧化誘導(dǎo)期實驗(2).多次擠出試驗(3).烘箱熱老化試驗(4).人工加速老化試驗(5).自然氣候試驗

常用試驗方法主要有五種(1).氧化誘導(dǎo)期實驗(1).氧化誘導(dǎo)期實驗

對一般塑料材料，一般用布拉班德塑化儀在氮保護下，混料10min，然后將其模壓成0.01mm薄膜試樣，直接在0.1Mpa、150℃測其氧吸收速度。(1).氧化誘導(dǎo)期實驗對一般塑料材料，一般用布拉班德塑化儀(2).多次擠出試驗

在擠出機中對樣品進行反復(fù)多次擠出，可連續(xù)擠出后對樣品進行檢測，也可每隔一次擠出后對樣品進行檢測。檢測樣品的熔融流動指數(shù)MFI，或?qū)悠分瞥蓸?biāo)準(zhǔn)試片檢測物理機械性能或色差。此項試驗主要評價抗氧劑在加工過程對塑料材料熱氧穩(wěn)定作用。(2).多次擠出試驗在擠出機中對樣品進行反復(fù)多次擠出，可連(3).烘箱熱老化試驗

將樣片品置于保持一定溫度的烘箱中，進行熱空氣（有時也可使用氧氣）循環(huán)。檢測樣片的羰基指數(shù)、物理機械性能或色差。此項試驗主要評價抗氧劑、光穩(wěn)定劑在儲存和使用過程對塑料材料的熱氧穩(wěn)定作用(3).烘箱熱老化試驗將樣片品置于保持一定溫度的烘箱中，進(4).人工加速老化試驗

將樣品置于全天侯老化箱或紫外老化機中，進行模擬自然環(huán)境或條件的老化試驗。檢測樣品的羰基指數(shù)物理機械性能或色差。此項試驗主要評價抗氧劑、光穩(wěn)定劑在使用過程中對塑料材料氧老化或光老化的穩(wěn)定作用。(4).人工加速老化試驗將樣品置于全天侯老化箱或紫外老化機(5).自然氣候試驗

將樣品置于具備一定條件的自然環(huán)境中進行自然環(huán)境的光、氧老化試驗。檢測樣品的羰基指數(shù)和物理機械性能。此項試驗評價抗氧劑、光穩(wěn)定劑在自然環(huán)境使用過程中對塑料材料的光、氧穩(wěn)定作用。(5).自然氣候試驗將樣品置于具備一定條件自然氣候試驗只有自然氣候試驗的數(shù)據(jù)和結(jié)果，才真正對塑料制品的實際應(yīng)用具有指導(dǎo)意義，但自然氣候試驗的時間周期較長，有時甚至二、三年。因此，前四項試驗的綜合評價結(jié)果，基本可以確定抗氧劑、光穩(wěn)定劑在塑料制品的加工與應(yīng)用過程的光、氧穩(wěn)定功能與作用。自然氣候試驗只有自然氣候試驗的數(shù)據(jù)和結(jié)果，才真正對塑料制品的1.2削弱或抑制抗氧劑、光穩(wěn)定劑作用功能的因素

塑料制品配方中其他助劑的化學(xué)性質(zhì)，填充材料的類型，制品加工過程，使用過程光照強度及溫度，著色劑等眾多因素，都可直接或間接地削弱或抑制抗氧劑、光穩(wěn)定劑的作用功能和效果。1.2削弱或抑制抗氧劑、光穩(wěn)定劑作用功能的因素塑料制品配方1.配方中的其他化學(xué)助劑

樹脂：高抗沖擊聚苯乙烯HIPS，MER=3。阻燃劑：BTBPIE1，2—雙（四溴鄰苯二甲酰亞胺）乙烷；

BPBPE

1，2—雙（五溴苯基）乙烷；

DBDPO

十溴二苯乙醚；延緩劑：Sb2O3純度大于99.8%，平均粒經(jīng)1μm；Mg（OH）2經(jīng)偶聯(lián)劑表面處理，平均粒經(jīng)≤5μm。鈦白粉:

A、型號CR—60，Al（OH）3表面處理，金紅石型，平均粒經(jīng)

0.2μm；

B、型號A—200，Al（OH）3表面處理，銳鈦型，平均粒經(jīng)0.2μm；

C、型號A—100，未經(jīng)表面處理，銳鈦型，平均粒經(jīng)0.2μm。配方：HIPS100，Sb2O34，Mg（OH）235，其它見表1。耐光性色差值ΔE：注射成型70㎜×35㎜×3㎜試樣，用老化儀黑色板溫度63℃下，用色差計測定由開始至300小時時的色差值ΔE。1.配方中的其他化學(xué)助劑

樹脂：高抗沖擊聚苯乙烯HI配方編號阻燃劑鈦白粉抗氧劑1076抗氧劑168光穩(wěn)定劑326光穩(wěn)定劑770耐光性色差性ΔE

空白121BTBPIE15%A3%5.12B3%8.13C3%134BTBPIE1%A3%0.32.450.30.10.250.252.06BTBPIE15%0.30.250.252.57BPBPE14%0.30.250.255.68DBDPO14%A5%0.30.250.25259BTBPIE15%A0.5%0.30.250.253.8

配方中的其他化學(xué)助劑

配方阻燃劑鈦白粉抗氧劑1076抗氧劑168光穩(wěn)定劑326光穩(wěn)表4高嶺土對0.2mm厚LDPE吹塑膜的光穩(wěn)定性的影響光穩(wěn)定劑伸長率保持50%時的能量(kj/cm2)無高嶺土含35%高嶺土0.15%HALS622+0.15%UV-53112353750.15%HALS944+0.15%UV-5312240940表4高嶺土對0.2mm厚LDPE吹塑膜的光穩(wěn)定性的影

1.2.3

加工過程

抗氧劑、光穩(wěn)定劑在塑料制品中的添加總量一般在0.5%～1.5%之間，如果混料時大量粘結(jié)在混料器內(nèi)壁，或熱加工時揮發(fā)量過高，制品中實際抗氧劑、光穩(wěn)定劑比例數(shù)量將低于配方設(shè)計量。如果加工時抗氧劑、光穩(wěn)定劑與樹脂混合不均勻，制品中抗氧劑、光穩(wěn)定劑也必然分布不均。在使用過程中，制品的力學(xué)性能是由抗氧劑、光穩(wěn)定劑分布量過低或最低的局部力學(xué)性能決定的，局部的低力學(xué)性能導(dǎo)致了防老化塑料制品提前失去使用價值。

1.2.3加工過程抗氧劑、光穩(wěn)定劑在塑料制品中的添塑料抗氧劑和光穩(wěn)定劑的作用、主要功能及應(yīng)用技術(shù)課件編號棚膜狀況厚度

mm拉伸強度縱/橫MPa斷裂伸長率縱/橫%羰基指數(shù)破裂處完好部位11—a0.109

9.6/10.7

32/50

10.661—b0.115

11.8/11.2

440/200

2.4422—a0.123

9.7/9.9

40/55

7.662—b0.125

11.4/11.9

160/70

3.5533—a0.128

/

/

8.163—b0.138

11.2/

399/

4.8444—a0.130

11.9/15.1

68/500

6.024—b0.13814.7/12.9

470/590

2.1455—a0.130/

/

6.935—b0.112

11.9/13.8

220/430

3.296無60.136

21.1/19.9

680/750

0.48聚乙烯棚膜破裂部位、完好部位的檢測數(shù)據(jù)編號棚膜狀況厚度拉伸強度斷裂伸長率羰基指數(shù)破1.2.4

使用環(huán)境

不同抗氧劑體系在不同溫度下的熱穩(wěn)定效果烘箱溫度抗氧劑125℃140℃150℃0.25%330+0.25%DSTP12983460.25%1010+0.25%DSTP9083370.25%3114+0.25%DSTP1368325125～140℃140～150℃125

～150℃0.25%330+0.25%DSTP64.3%55.4%35.6%0.25%1010+0.25%DSTP92.2%44.6%41.1%0.25%3114+0.25%DSTP61.0%30.1%18.3%注：0.3㎜PE片，50%面積脆化的天數(shù)1.2.4使用環(huán)境不同抗氧劑體系在不同溫度下的熱穩(wěn)定

5.

著色劑對光、氧穩(wěn)定化的著色塑料制品，塑料著色劑若與抗氧劑、光穩(wěn)定劑配合不當(dāng)，即可導(dǎo)致著色塑料制品過早褪色或變色，又可加快著色塑料制品的光、氧老化速度，使制品的外觀和物理機械性能變壞，提前失去原有功能和使用價值。5.著色劑對光、氧穩(wěn)定化的著色塑料制品，塑料著色劑（0.5％）

對加有酚類抗氧劑聚丙烯的熱氧穩(wěn)定性的影響

群青15%

（硫化）汞鎘紅15%

氧化鉻綠17%

鎘黃27%酞菁綠44%

喹吖啶酮品紅51%酞菁藍54%

氧化鐵黃棕63%

單偶氮紅3B78%著色劑（0.5％）

對加有酚類抗氧鉻黃對抗氧劑的影響

鉻黃是不透明的無機著色劑，可用于聚烯烴、聚苯乙烯、丙烯酸樹脂等熱塑性塑料，其著色力強、遮蓋性好，耐水和耐溶劑性優(yōu)良。但因鉻黃是鉻酸鉛或堿式鉻酸鉛同硫酸鉛組成的含鉛化合物，與含硫抗氧劑DLTP、DSTP、1035、300等共用，在塑料加工的高溫條件下會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成黑色硫化鉛，影響塑料制品的外觀，也大幅度削弱了抗氧劑的防熱氧老化效能。因此，含鉻著色劑不能與含硫抗氧劑共用。鉻黃對抗氧劑的影響鉻黃是不透明的無機著色劑，

著色劑對光穩(wěn)定劑效能的影響

(1)

著色劑含銅、錳、鎳等重金屬元素或雜質(zhì)，具有光活性、光敏性，催化并加快塑料材料的光老化速度。含有游離銅和雜質(zhì)的酞菁藍會促使聚丙烯光老化；氧化鐵紅可使聚丙烯中苯并三唑、二苯甲酮、有機鎳鹽光穩(wěn)定劑的效能下降20%以上；對于聚乙烯，二氧化鈦、群青、氧化鉻綠、鈷綠、鐵紅等著色劑的使用，會加劇光老化。著色劑對光穩(wěn)定劑效能的影響(1)著色劑含銅、錳、鎳

著色劑對光穩(wěn)定劑效能的影響

(2)

某些分子結(jié)構(gòu)的著色劑可與光穩(wěn)定劑發(fā)生作用，直接削弱光穩(wěn)定劑的效能。酸性著色劑可使受阻胺光穩(wěn)定劑失效；在聚丙烯中，偶氮紅、黃可與受阻胺光穩(wěn)定劑發(fā)生作用，偶氮縮合紅BR、偶氮縮合黃3G可使受阻胺光穩(wěn)定劑效能分別下降25%和50%左右。著色劑對光穩(wěn)定劑效能的影響(2)某些分子結(jié)構(gòu)的著F.Steinlin和W.Sear用不同著色劑（1％）、抗氧劑1010（0.1％）、光穩(wěn)定劑770（0.5％）和聚丙烯于285℃下紡絲，并拉伸4倍，得到80分特/24根的纖維。此纖維經(jīng)過氙燈光照老化試驗，當(dāng)強度下降50％時，對樣品所受輻射量進行對比。對比結(jié)果說明，用有機顏料黃、紅、橙分別著色的聚丙烯纖維，雖然加入抗氧劑和光穩(wěn)定劑，但其穩(wěn)定性低于未著色的聚丙烯纖維。F.Steinlin和W.Sear用不同著色劑（1％）、抗不同著色劑對含苯并三唑(UV-328)

的高壓聚乙烯薄膜的光穩(wěn)定性的影響著色劑苯并三唑％伸長率降至50%所需時間,小時著色劑苯并三唑％伸長率降至50%所需時間，小時無無

140(小)無0.2430

(＋290)＃鎘黃無175鎘黃0.2310(＋135)群青無250群青0.2435(＋185)＃酞菁綠無285酞菁綠0.2460(＋175)桔鉻黃無335(大)桔鉻黃0.2530

(＋195)不同著色劑對含苯并三唑(UV-328)

2.1選用抗氧劑、光穩(wěn)定劑的參考原則

2.1選用抗氧劑、光穩(wěn)定2.1.1

相容性塑料聚合物的高分子一般是非極性的，而抗氧劑、光穩(wěn)定劑的分子具有不同程度的極性，二者相溶性較差，通常是在高溫下將抗氧劑、光穩(wěn)定劑與聚合物熔體結(jié)合，聚合物固化時將抗氧劑、光穩(wěn)定劑分子容在聚合物分子之間。在配方用量范圍內(nèi)，抗氧劑、光穩(wěn)定劑在加工溫度下要熔融，要特別注意，設(shè)計配方時，選用固體抗氧劑、光穩(wěn)定劑的熔點或熔程上限，應(yīng)低于塑料聚合物的加工溫度。2.1.1相容性塑料聚合物的高分子一般是非極性的，而抗Billingham和Calvert已證明，聚合物晶區(qū)球晶界面處的無定形相，是聚合物基質(zhì)中最易受氧化的部分，溶解性好的抗氧劑正好集中于聚合物最需要它們的區(qū)域[4]。Billingham和Calvert已證明，聚合物晶區(qū)球晶界2.1.2

遷移性

塑料制品，尤其是表面積與體積比（或重量比）數(shù)值相對較小的不透明制品，氧化反應(yīng)主要發(fā)生在制品的表面，這就需要抗氧劑、光穩(wěn)定劑連續(xù)不斷地從塑料制品內(nèi)部遷移到制品表面而發(fā)揮作用。但如果向制品表面的遷移速度過快，遷移量過大，抗氧劑、光穩(wěn)定劑就要揮發(fā)到制品表面的環(huán)境中，或擴散到與制品表面接觸的其它介質(zhì)中而損失，這種損失事實上是不可避免的，設(shè)計配方時應(yīng)加以考慮。2.1.2遷移性塑料制品，尤其是表面積與體積比當(dāng)抗氧劑、光穩(wěn)定劑品種有選擇余地時，應(yīng)選擇分子量相對較大，熔點適當(dāng)較高的品種，并且要以最嚴酷的加工條件和使用環(huán)境為前提確定抗氧劑、光穩(wěn)定劑的添加量。當(dāng)抗氧劑、光穩(wěn)定劑品種有選擇余地時，應(yīng)選擇分子量相

抗氧劑、光穩(wěn)定劑在塑料材料中應(yīng)保持穩(wěn)定，在使用環(huán)境下及高溫加工過程中揮發(fā)損失少，不變色或不顯色，不分解（除用于加工熱穩(wěn)定作用的抗氧劑外），不與其他添加劑發(fā)生不利的化學(xué)反應(yīng)，不腐蝕機械設(shè)備，不易被制品表面的其它物質(zhì)所抽提。受阻胺光穩(wěn)定劑一般為低堿性化學(xué)品，塑料材料中選用受阻胺為光穩(wěn)定劑時，配方中不應(yīng)包含酸性的其它添加劑，相應(yīng)塑料制品也不應(yīng)用于酸性環(huán)境。2.1.3

穩(wěn)定性

抗氧劑、光穩(wěn)定劑在塑料材料中應(yīng)保持穩(wěn)定，在使用環(huán)境下2.1.4

加工性

塑料制品加工時，加入抗氧劑、光穩(wěn)定劑對樹脂熔融粘度和螺稈扭矩都可能發(fā)生改變。抗氧劑、光穩(wěn)定劑熔點與樹脂熔融范圍如果相差較大，會產(chǎn)生抗氧劑、光穩(wěn)定劑偏流或抱螺桿現(xiàn)象。抗氧劑、光穩(wěn)定劑的熔點低于加工溫度100℃以上時，應(yīng)先將抗氧劑、光穩(wěn)定劑造成一定濃度的母粒，再與樹脂混合加工制品，以避免因偏流造成制品中抗氧劑、光穩(wěn)定劑分布不均及加工產(chǎn)量下降2.1.4加工性塑料制品加工時，加入抗氧劑、光穩(wěn)定劑2.1.5

環(huán)境和衛(wèi)生性

抗氧劑、光穩(wěn)定劑應(yīng)無毒或低毒，無粉塵或低粉塵，在塑料制品的加工制造和使用中對人體無有害作用，對動物、植物無危害，對空氣、土壤、水系無污染。對農(nóng)用薄膜、食品包裝盒、兒童玩具、一次性輸液器等間接或直接接觸食品、藥品、醫(yī)療器具及人體的塑料制品，不僅應(yīng)選用已通過美國食品和藥物管理局（FDA）檢驗并許可，或歐共體委員會法令允許的抗氧劑、光穩(wěn)定劑品種，而且加