通常我們所說(shuō)的“塑料”是以有機(jī)小分子單體化合物為原料,通過(guò)加聚或縮聚反應(yīng)聚合而成的高分子長(zhǎng)鏈化合物,實(shí)際上稱之為樹(shù)脂更為合適。樹(shù)脂從原廠從出來(lái)以后,要滿足使用的要求,一般都會(huì)根據(jù)實(shí)際使用的具體要求進(jìn)行針對(duì)性的改性,如加入填料、增強(qiáng)劑、增韌劑、色粉等等,所以塑料事實(shí)上是個(gè)混合物。
所謂的四川通用塑料是指那些我們?cè)谌粘I钌a(chǎn)中能直接接觸到常規(guī)塑料,主要是指聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS),這五大類塑料占據(jù)了塑料原料使用的絕大多數(shù)。
這五大通用塑料在加工成型、運(yùn)輸儲(chǔ)存、終端應(yīng)用等整個(gè)過(guò)程中,都會(huì)經(jīng)歷熱、氧、水分、光、甚至是微生物、輻射等眾多外部因素的作用而發(fā)生老化,老化的結(jié)果就是其使用壽命的縮短,不能在其設(shè)定的使用周期范圍內(nèi)完成服役使命。因此,如何預(yù)防其老化成為塑料行業(yè)需要考慮的重要課題之一。
一、聚乙烯及其防老化
聚乙烯(polyethylene ,簡(jiǎn)稱PE)是乙烯經(jīng)聚合制得的一種熱塑性樹(shù)脂。在工業(yè)上,也包括乙烯與少量α-烯烴的共聚物。聚乙烯無(wú)臭,無(wú)毒,手感似蠟,具有優(yōu)良的耐低溫性能,化學(xué)穩(wěn)定性好,能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕(不耐具有氧化性質(zhì)的酸)。常溫下不溶于一般溶劑,吸水性小,電絕緣性優(yōu)良。PE是產(chǎn)量非常大、消費(fèi)量也是很多的塑料品種,其消費(fèi)結(jié)構(gòu)包括薄膜、注塑制品、線纜、中空容器及包裝箱、管材、棒材、板材、塑編等等。防老化聚乙烯典型的應(yīng)用就是農(nóng)用薄膜了,此外還有電線電纜的防熱氧老化及戶外架空線纜的耐候、大型中空容器及罐體的戶外應(yīng)用耐候等等之類。防老化的薄膜及塑編等聚乙烯薄制品等基本通過(guò)添加防老化母粒(如LS-121系列)來(lái)解決,這主要是由制品特點(diǎn)所決定的。母粒的好處在于其清潔衛(wèi)生性、防老化助劑的均勻分散性、制品質(zhì)量的穩(wěn)定性。
二、聚丙烯及其防老化
聚丙烯(polypropylene,簡(jiǎn)稱PP),是由丙烯聚合而制得的一種熱塑性樹(shù)脂,工業(yè)產(chǎn)品以等規(guī)物為主要成分。聚丙烯也包括丙烯與少量乙烯的共聚物在內(nèi)。通常為半透明無(wú)色固體,無(wú)臭無(wú)毒。由于結(jié)構(gòu)規(guī)整而高度結(jié)晶化,故熔點(diǎn)可高達(dá)167℃。耐熱、耐腐蝕,制品可用蒸汽消毒是其突出優(yōu)點(diǎn)。密度小,是非常輕的四川通用塑料。其主要應(yīng)用領(lǐng)域包括塑編、薄膜、注塑制品(如汽車、家電等)、纖維等等。其缺點(diǎn)除了耐低溫沖擊性差以外,易老化是我們需要關(guān)注和解決的。
三、聚苯乙烯及其防老化
聚苯乙烯(Polystyrene,簡(jiǎn)稱PS),包括普通聚苯乙烯,發(fā)泡聚苯乙烯(EPS),高抗沖聚苯乙烯(HIPS)及間規(guī)聚苯乙烯(SPS)。普通聚苯乙烯樹(shù)脂為無(wú)毒,無(wú)臭,無(wú)色的透明顆粒,電絕緣性能好,易著色,加工流動(dòng)性好,剛性好及耐化學(xué)腐蝕性好等。普通聚苯乙烯的不足之處在于性脆,沖擊強(qiáng)度低,易出現(xiàn)應(yīng)力開(kāi)裂,耐熱性差及不耐沸水等。似玻璃狀脆性材料,具有優(yōu)良的光學(xué)性能,透光率達(dá)88%~92%、折射率為1.59~1.60,可以透過(guò)所有波長(zhǎng)的可見(jiàn)光,透明性材料在塑料中僅次于有機(jī)玻璃等丙烯酸類聚合物。但聚苯乙稀耐候性較差,長(zhǎng)期使用或存放時(shí)受陽(yáng)光、灰塵作用,會(huì)出現(xiàn)渾濁、發(fā)黃等現(xiàn)象,因而用聚苯乙烯制作光學(xué)部件等高透明制品時(shí)需考慮加入適當(dāng)品種和用量的防老劑。而HIPS由于含有丁二烯鏈段,耐候性也較差,同樣需要防老化改性
四、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物及其防老化
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(Poly(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene),簡(jiǎn)稱ABS),是一種強(qiáng)度高、韌性好、易于加工成型的熱塑型高分子材料。ABS樹(shù)脂外觀微黃不透明,相對(duì)密度1.04。它具有良好尺寸穩(wěn)定性,突出的耐沖擊性、耐熱性、介電性、耐磨性,表面光澤性好,易涂裝和著色等優(yōu)點(diǎn)。丙烯腈使ABS具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性和表面硬度,丁二烯使ABS具有橡膠體的韌性和抗沖擊性能,苯乙烯使ABS具有良好的加工流動(dòng)性、著色性和可電鍍性。ABS樹(shù)脂可與多種樹(shù)脂配混成共混物,如PC/ABS、ABS/PVC、PA/ABS、PBT/ABS等,產(chǎn)生新性能和新的應(yīng)用領(lǐng)域,廣泛應(yīng)用于制備儀表、電氣、電器、機(jī)械等各種零件。與HIPS類似,由于其分子結(jié)構(gòu)中含有雙鍵,耐熱性和耐候性都比較差,尤其是耐候性特別差,即使在室內(nèi),也會(huì)發(fā)黃變色,通過(guò)加入合適的防老化體系(如LS-151系列)可有效延緩ABS制品的老化變色,特別是淺色系制品。
五、聚氯乙烯及其防老化
聚氯乙烯(Polyvinyl chloride,簡(jiǎn)稱PVC),是氯乙烯單體(vinyl chloride monomer, 簡(jiǎn)稱VCM)在過(guò)氧化物、偶氮化合物等引發(fā)劑;或在光、熱作用下按自由基聚合反應(yīng)機(jī)理聚合而成的聚合物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物統(tǒng)稱之為氯乙烯樹(shù)脂。PVC為無(wú)定形結(jié)構(gòu)的白色粉末,支化度較小,相對(duì)密度1.4左右,玻璃化溫度77~90℃。PVC曾是世界上產(chǎn)量非常大的四川通用塑料,應(yīng)用非常廣泛。在建筑材料、工業(yè)制品、日用品、地板革、地板磚、人造革、管材、電線電纜、包裝膜、瓶、發(fā)泡材料、密封材料、纖維等方面均有廣泛應(yīng)用。
聚氯乙烯的穩(wěn)定性較差,在不加熱穩(wěn)定劑的情況下,聚氯乙烯100℃時(shí)即開(kāi)始分解,130℃以上分解更快。受熱分解出放出氯化氫氣體使其變色,由白色→淺黃色→紅色→褐色→黑色。陽(yáng)光中的紫外線和氧會(huì)使聚氯乙烯發(fā)生光氧化分解,因而使聚氯乙烯的柔性下降,再發(fā)脆,在實(shí)際應(yīng)用中必須加入穩(wěn)定劑,以提高對(duì)熱和光的穩(wěn)定性。