在隔絕氧氣的條件下,聚丙烯具有相當好的熱穩定性。但是,聚丙烯對氧化作用是
非常敏感的。為此,在送到制品加工廠(chǎng)之前,聚丙烯樹(shù)脂通常都要經(jīng)過(guò)一定的穩定處
理,至少在聚合階段就要施用部分抗氧劑;在最后的造粒工序再進(jìn)一步投加抗氧劑。用
于聚丙烯的抗氧劑應具備以下主要的輔助性能,即不應對聚丙烯基質(zhì)造成色污,應具有
較好的相容性、抗抽出性和較低的揮發(fā)性。
1.聚丙烯的加工穩定劑
一般,聚丙烯的成型加工溫度為 220~280℃。若未經(jīng)有效的穩定處理,那么在加
工溫度下聚丙烯就可能發(fā)生熱降解作用 (熔體指數的增大可直接反映出聚丙烯出現了
降解)。
工業(yè)上采用的抗氧劑體系,主要構成是加工穩定劑、長(cháng)效熱穩定劑、硬脂酸鈣或硬
脂酸鋅及其必要的協(xié)同劑。其中,典型的加工穩定劑有 2,6-二叔丁基對甲酚 (簡(jiǎn)稱(chēng)為
BHT)、亞磷酸酯及膦酸酯類(lèi)。亞磷酸酯和磷酸酯類(lèi)穩定劑主要有 4,4′-聯(lián)苯基二膦酸
四 (2,4-二叔丁基苯基)酯、二亞磷酸二硬脂醇季戊四醇酯、亞磷酸三 (壬基苯基)
酯、亞磷酸三 (2,4-二叔丁基苯基)酯、二亞磷酸二(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇
酯。上述各種穩定劑的用量,一般為 0.05% ~0.25%。在評價(jià)各種穩定劑體系的作用
效果時(shí),最好采用多次擠出加工的辦法。
值得注意的是,工業(yè)上采用的聚丙烯穩定體系中,含磷化合物的穩定劑常要與受阻
酚并用。熔體指數的變化程度與高聚物的固有特性密切相關(guān),但每個(gè)穩定劑配方的有效
性并不隨高聚物類(lèi)型的不同而產(chǎn)生顯著(zhù)的改變。
如果對加工穩定性要求不太高,這時(shí)只要單獨使用高分子量的酚類(lèi)穩定劑即可。與
2,6-二叔丁基對甲酚 (BHT)的情況不同,含磷化合物具有良好的抽出穩定性,同時(shí),
還具有抑制偶然出現輕度色污的功能。
2.聚丙烯的長(cháng)效熱穩定劑
高溫下,聚丙烯一旦接觸空氣,即可被氧化降解并成為粉狀產(chǎn)物。這一氧化過(guò)程的
誘導期具有很好的重復性,即通常所謂的熱烘老化壽命 (ovenlifetimes)。其氧化的終
點(diǎn),目測即可很容易地判定。氧化結果所造成的粉化現象,多是從試樣的邊角開(kāi)始。試
樣熱烘老化壽命的單位,常以天計。影響熱烘老化壽命的因素,主要是所采用的穩定劑
種類(lèi)及其穩定劑配方體系、穩定劑的用量、試樣厚度和試驗溫度以及 Forsman所提出的
一些更具體的試驗參數。
聚丙烯的長(cháng)效熱穩定劑,主要有中 (M=300~600,M為相對分子質(zhì)量)、高 (M
=600~1200)分子量的酚類(lèi)化合物,并常與硫醚類(lèi)化合物并用。硫醚與酚并用??僧a(chǎn)
生協(xié)同效應??勺鳛榱蛎鸦衔飸玫挠校毫虼岫鹿鸫减?(DLTDP)、硫代二丙
酸二硬脂醇酯 (DSTDP)和二 (十八烷基)聯(lián)硫醚。常用的長(cháng)效熱穩定劑有:3-(3,
5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八烷基酯、四 3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸季
戊四醇酯、1,3,5-三 (3,5-二叔丁基-4-羥基芐基)異氰尿酸酯、1,1,3-三 (5-叔丁
基-4-羥基-2-甲基苯基)丁烷、1,3,5-三 (3,5-二叔丁基-4-羥基芐基)苯、二[3,3-
二(3′-叔丁基-4′-羥苯基)丁酸]乙二醇酯。
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