塑料抗氧剂和光稳定剂的作用功能.ppt

塑料抗氧剂和光稳定剂的作用功能及应用技术 李 杰 手机:1.1 抗氧剂、光稳定剂 的作用功能与分类 受阻酚抗氧剂 是塑料材料的主抗氧剂，其主要作用是与塑料材料中因氧化产生的氧化自由基R·、ROO·反应，中断活性链的增长。受阻酚抗氧剂按分子结构分为单酚、双酚、多酚、氮杂环多酚等品种。 多酚抗氧剂1010和1076是当今国外、国内塑料抗氧剂的主导产品，1010则以分子量高、与塑料材料相容性好、抗氧化效果优异、消费量最大而成为塑料抗氧剂中最优秀的产品。 亚磷酸酯抗氧剂和含硫抗氧剂 同为辅助抗氧剂。辅助抗氧剂的主要作用机理是通过自身分子中的磷或硫原子化合价的变化，把塑料中高活性的氢过氧化物分解成低活性分子。国内亚磷酸酯抗氧剂生产消费量约占国内抗氧剂生产消费总量的30％。国内生产的含硫抗氧剂按分子结构可分为硫代酯抗氧剂、硫代双酚抗氧剂和硫醚型酚三类。 协 同 效 应 协同效应是指两种或两种以上的助剂复合使用时，其应用效应大于每种助剂单独使用的效应加和，即1+1＞2。利用抗氧剂复合、光稳定剂复合、抗氧剂与光稳定剂复合的协同效应，可大幅度增强抗氧剂、光稳定剂的防老化作用。 复合抗氧剂 不同类型主、辅抗氧剂，或同一类型不同分子结构的抗氧剂，作用功能和应用效果存在差异，各有所长又各有所短。复合抗氧剂由二种或二种以上不同类型或同类型不同品种的抗氧剂复配而成，在塑料材料中可取长补短，显示出协同效应，以最小加入量、最低成本而达到最佳抗热氧老化效果。 1.1.2光 稳 定 剂 光稳定剂主要作用为：屏蔽光线、吸收并转移光能量、猝灭或捕获自由基。光稳定剂一般按作用机理分为光屏蔽剂、紫外线吸收剂、猝灭剂和受阻胺光稳定剂四类。 由我国自行研制分子结构和合成工艺，并批量生产、应用的受阻胺产品 光稳定剂PDS，苯乙烯—甲基丙烯酸（2，2，6，6—四甲基哌啶基）酯共聚物。 光稳定剂GW—544， 亚磷酸三（2，2，6，6—甲基—4—哌啶氮氧自由基）酯。 光稳定剂GW—540，亚磷酸三（1，2，2，6，6—五甲基哌啶基）酯。 受阻胺光稳定剂（HALS） 是一类具有空间位阻效应的有机胺类化合物，因其具有分解氢过氧化物、猝灭基发态氧、捕获自由基、且有效基团可循环再生功能，是国内外用量最大的一类光稳定剂。国内受阻胺光稳定剂的消费量占国内光稳定剂消费总量的65％左右。 紫外线吸收型光稳定剂 紫外线吸收型光稳定剂通称为紫外线吸收剂，这类光稳定剂是利用自身分子结构，将光能转换成热能，避免塑料材料发生光氧化反应而起到光稳定作用。紫外线吸收剂根据分子结构不同分为二苯甲酮类和苯并三唑类等。国内二苯甲酮类光稳定剂和苯并三唑类光稳定剂消费量分别占国内光稳定剂消费总量的25％和 10％左右。 猝 灭 剂 猝灭剂与紫外线吸收剂都是通过转移光能而达到光稳定目的。紫外线吸收剂是自身分子直接吸收光能时转移能量，猝灭剂是与塑料材料中因光照而产生的高能量、高化学反应活性的激发态官能团发生作用，转移激发态官能团的能量。正是因为猝灭剂与紫外线吸收剂转移能量的机理完全不同，猝灭剂被列为光稳定剂四大系列之一。 1.1.4抗氧剂、光稳定剂作用功能的评价方法 配方设计如下： a.空白树脂； b.树脂 + 抗氧剂； c.树脂 + 光稳定剂； d.树脂 + 抗氧剂 + 光稳定剂； 评价塑料材料或制品中抗氧剂的作用功能，选用a、b组合进行试验； 评价塑料材料或制品中光稳定剂的作用功能，选用a、c组合进行试验； 评价塑料材料或制品中抗氧剂、光稳定剂的综合作用功能，选用a、d组合进行试验。 常用试验方法主要有五种 (1).氧化诱导期实验 (2).多次挤出试验 (3).烘箱热老化试验 (4).人工加速老化试验 (5).自然气候试验 (1).氧化诱导期实验 对一般塑料材料，一般用布拉班德塑化仪在氮保护下，混料10min，然后将其模压成0.01mm薄膜试样，直接在0.1Mpa、150℃测其氧吸收速度。 (2).多次挤出试验 在挤出机中对样品进行反复多次挤出，可连续挤出后对样品进行检测，也可每隔一次挤出后对样品进行检测。检测样品的熔融流动指数MFI，或将样品制成标准试片检测物理机械性能或色差。此项试验主要评价抗氧剂在加工过程对塑料材料热氧稳定作用。 (3).烘箱热老化试验 将样片品置于保持一定温度的烘箱中，进行热空气（有时也可使用氧气）循环。检测样片的羰基指数、物理机械性能或色差。此项试验主要评价抗氧剂、光稳定剂在储存和使用过程对塑料材料的热氧稳定作用 (4).人工加速老化试验 将样品置于全天侯老化箱或紫外老化机中，进行模拟自然环境或条件的老化试验。检测样品的羰基指数物理机械性能或色差。此项试验