1.聚丙烯概述
聚丙烯是五大通用合成樹脂中的一個重要品種,在國內外的發展均十分迅速。在全球塑料用五大合成樹脂中,聚丙烯的產量占有1/4左右的份額,預計2006年世界五大通用合成樹脂的總產能將達到1億9千萬噸,其中聚丙烯4878萬噸,占總產能的25.6%。而我國2004年聚丙烯樹脂產量為474.88萬噸,進口291.4萬噸,出口1.53萬噸,其表觀消費量為764.7萬噸,占當年全國五大通用樹脂表觀消費量總和2954萬噸的25.9%。預計到2010年我國聚丙烯樹脂的表觀消費量將增加至1080萬噸,較2004年增長40%以上。
2.聚丙烯的老化及耐老化研究
PP的主鏈上有叔碳原子,在熱、氧、紫zi外wai線xian等deng外wai界jie因yin素su作zuo用yong下xia極ji易yi發fa生sheng化hua學xue變bian化hua,其qi表biao現xian為wei紅hong外wai吸xi收shou光guang譜pu中zhong出chu現xian羰tang基ji峰feng,隨sui後hou生sheng成cheng過guo氧yang化hua物wu,斷duan裂lie後hou形xing成cheng遊you離li基ji,這zhe些xie遊you離li基ji進jin一yi步bu引yin起qi整zheng個ge大da分fen子zi鏈lian裂lie解jie、支化與交聯,使PP失去高分子材料的特征,喪失其使用性能。
宏觀上可以通過PP特性粘度下降或熔體流動速率增大而加以判斷。特性粘度下降或熔體流動速率增大,意味著聚丙烯分子量變小。例如分子量為27.1萬的PP在310℃的加工溫度下擠出加工三次後,分子量降低至5.23萬。PP主(zhu)鏈(lian)斷(duan)裂(lie)產(chan)生(sheng)大(da)量(liang)遊(you)離(li)基(ji),一(yi)方(fang)麵(mian)會(hui)繼(ji)續(xu)攻(gong)擊(ji)主(zhu)鏈(lian)上(shang)碳(tan)原(yuan)子(zi),導(dao)致(zhi)新(xin)的(de)降(jiang)解(jie)反(fan)應(ying),同(tong)時(shi)也(ye)還(hai)會(hui)伴(ban)隨(sui)著(zhe)遊(you)離(li)基(ji)之(zhi)間(jian)的(de)藕(ou)合(he)或(huo)交(jiao)聯(lian),分(fen)子(zi)量(liang)下(xia)降(jiang)的(de)速(su)度(du)有(you)可(ke)能(neng)減(jian)慢(man),但(dan)材(cai)料(liao)宏(hong)觀(guan)上(shang)會(hui)變(bian)硬(ying)和(he)脆(cui)化(hua)。降(jiang)解(jie)過(guo)程(cheng)中(zhong)產(chan)生(sheng)的(de)氧(yang)化(hua)結(jie)構(gou)(如羰基、過氧化物等),會進一步提高對光引起降解的敏感性。
根據作用機理不同,抗氧劑可分為遊離基鏈反應終止劑(主抗氧劑)和過氧化物分解劑(輔助抗氧劑)兩類。現在市場上有許多種抗氧劑供選用。選用的原則是價格、與PP的相容性和抗氧化效果。目前獲得認可,且技術經濟兩方麵較為合適的抗氧劑是酚類1010和亞磷酸酯168的複配物,稱之為B215或B225,前者1010與168比例為1:2,後者1010與168比例為1:1。
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在加工過程中隻要加入足夠量的抗氧劑並分散均勻,就可以保證PPzaizhenggerelichengzhongdewending,erqiezaichengxinghoudexiangdangshiqineidoubaochilianghaodewending,buhuifashengyanzhongjiangjie。danruguobaoluzaihuwai,jinyoucancundekangyangjihaibuzuyibaohujubingxi。zaireyanghuaguochengzhongshengchengdetangjihuahewuhuizaiqiangliexishouziwaixianhouchuyujifatai,zaichangwenxiayehuishiPP發生嚴重降解。
- 紫外線吸收劑可吸收波長290~400nm的紫外線。紫外線吸收劑吸收紫外線後被激化,然後轉化成沒有破壞性的長波光(如紅外光)。PP最敏感的波長為290~325nm和370nm左右的紫外光,這在選擇紫外線吸收劑時應加以注意。
- ziwaixiancuimiejiqizuoyongshijiangxishouleguangnengdejifataifenzidenengliangxunsudizhuanyidiao,zaihuidaowendingdejitai。tashitongguofenzijiandezuoyongshinengliangzhuanyi,erziwaixianxishoujishitongguofenzineijiegoudebianhuashinengliangzhuanhuade。
- 紫外線屏蔽劑主要指炭黑,最好是粒徑為15~25nm的槽法炭黑。添加0.2%炭黑的PP製品預計有10年的耐曬性,而2%的炭黑可以使PP製品有20年以上的耐曝曬性。
對於白色或淺色製品,可使用氧化鋅為屏蔽劑。研究結果表明,添加粒徑0.11μm的氧化鋅10%,可使PP的耐候能力提高到8年以上。適合PP使用的光穩定劑有吸收劑UV-531、UV-327、三嗪-5和淬滅劑NBC、1084等。
特別需要加以注意的是液相本體法聚合出來的聚丙烯,盡管在分子量分布上、huifenhanliangshanghelusuhanliangshangyiyouhendagaijin,dandabufenrengyibujiarenhezhujixingshichuchang。yonghuzaishiyongshibixuzhuyijishishiyongbingjiarushiliangdezhuji。xiamianshifenzhuangPP耐老化改性的研究結果,見表1、2、3、4。
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表1 耐老化助劑對粉狀PP熱氧老化性能的影響
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粉狀PP:助劑
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氧化誘導期(min) |
熔體流動速率(g/10min) | | | |