摘要 本文对塑料异型材的老化体系作了一个简单的分析,并对江西宏远化工有限型材复合稳定剂在型材中的应用作了一个简单的介绍。
关键词 塑料异型材 防老化体系 复合稳定剂
前言
PVC作为五大通用塑料之一,具有优良的耐腐蚀性,难燃性和高力学性能,又因为价格低廉,原料来源丰富,制造工艺成熟等特点,正越来越多的应用于建筑行业,广泛地用于制造塑料门窗和塑料管材。
塑料从有史以来就引起人们关注的问题就是老化寿命,尤其PVC塑料窗更是如此,能否与建筑物“白头偕老”是生产者与用户都十分关心的问题。老化是指PVC塑料在加工及使用过程中,受到外界各种物理因素、化学因素、生物因素的作用,会引起化学结构的破坏,而丧失原有的性能,最终失去使用价值。老化主要分为在加工过程中由于高温高压强剪切力而产生的降解及在客户应用的过程中由于自然气候,紫外线产生的老化分解。下面分别对这两种过程中产生的老化现象作一简单分析,谨供参考。
1.老化机理探讨
PVC的降解是一个十分复杂的过程,多年来各国高分子领域的专家和技术人员对此课题进行了长期深入的研究,取得了显著的成绩。然而在PVC降解机理方面还存在着不同的认识差异。一般简化的理解如下:通常认为PVC大分子大约在100℃左右即开始分解,PVC的降解原理是脱HCL的自催化反应。由于PVC的加工温度(170℃或以上)远远大于其分解温度(100℃),PVC大分子在热、氧、光等因素激发下,在分子链上的某些活性基团(不稳定基团)上会产生自由基,进行引发脱HCL的连锁反应。在实际加工过程中,可观察到随降解程度的加深,PVC制品颜色由白色→淡黄色→黄色→橘黄色→棕色→深棕色→黑色,这是体系中含有长共轭多烯序列体系的典型特征。连续的脱HCl反应,使PVC分子主链形成的共轭多烯结构是生色结构,只要共轭双键的数目达到了5-7个时,PVC即开始变色,超过10个时变为黄色。随着HCl的不断脱出,共轭序列不断加长,PVC制品的颜色也逐渐加深,最后成为棕色乃至黑色。伴随着颜色变深、PVC分子结构的变化,制品的物理力学性能也急剧下降[1]。
通过对老化降解机理的分析,说明欲提高PVC的稳定性和使用寿命,首先需要改善和优化PVC树脂的聚合工艺,减少其不稳定结构带来的薄弱环节,提高PVC树脂自身内在的稳定性。另一个简单有效的通用方法,是在配方中添加热稳定剂、光稳定剂及抗氧剂,以防止加工过程中的热氧老化及使用过程中的光候老化,本文重点探讨后者,即配方中的防老化体系的组成。
1.1热稳定剂的作用机理
PVC在加工过程中会受到高温的作用而产生脱HCL引起自身的催化反应而引起链式分解。型材在加工过程中最主要是抗热老化。热稳定剂最基本的性能是耐热性,一种好的热稳定剂,不但应有优良的静态稳定性,还要有优良的动态热稳定性;不但要有优良的初期稳定性,还要有长期稳定性;铅盐稳定剂能有效中和吸收HCl,而生成的PbCl2对PVC脱HCl无催化作用。具有优异的抑制PVC初期着色能力和持久的热稳定性,而且由于电绝缘性好且成本低而得到广泛的应用。