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塑料材料常用的几种抗老化方法及对比分析

时间:2022-05-18点击次数:331信息来源:

聚合物材料实际上已经成为现代生活各个方面的必需品,其生产加工的较新进展进一步扩大了塑料的应用范围。在某些应用中,聚合物材料甚至取代了玻璃、金属、纸张和木材等其他材料。


但聚合物材料本身的结构特点和物理状态及其热、光、热氧、臭氧、水、酸、碱、细菌、酶等外部因素使其在应用过程中,如黄色、相对分子质量、产品表面开裂、光泽丧失,更严重的是导致冲击强度、拉伸强度和伸长率,从而影响聚合物材料的正常使用。


这种现象被称为老化。老化可能发生在聚合物材料的合成、储存、加工和较终应用的各个阶段,导致材料使用寿命的结束和大量废弃,造成资源的巨大浪费和严重的环境污染。聚合物材料在使用过程中的老化更有可能造成巨大的灾难和不可弥补的损失。


因此,聚合物材料的抗老化已成为聚合物行业必须解决的问题。事实上,聚合物材料的抗老化是聚合物化学中的一个重要课题。目前,提高聚合物材料抗老化性能的主要方法有以下四种:

1.物理保护(如加厚、涂层、外层复合等)

聚合物材料的老化,特别是光氧老化,首先从材料或产品的表面开始,表现为变色、粉化、开裂、光泽度下降等,然后逐渐深入内部。薄产品比厚产品更容易提前失效,因此通过加厚产品可以延长产品的使用寿命。


对于易老化的产品,可在其表面涂一层耐候性好的涂层,或在产品外层复合一层耐候性好的材料,使产品表面附着一层保护层,延缓老化过程。

2、改进加工工艺

许多材料在合成或制备过程中也存在老化问题。如聚合过程中的热影响、加工过程中的热氧老化等。因此,除氧装置或真空装置可以在聚合或加工过程中增加,以减缓氧气的影响。


但这种方法只能保证材料出厂时的性能,这种方法只能从材料的制备来源进行,不能解决再加工和使用过程中的老化问题。

3、聚合物材料的结构设计或改性

很多聚合物材料的分子结构都有易老化的基团,所以通过材料的分子结构设计,用不易老化的基团代替易老化的基团往往可以起到很好的效果。


4、添加抗老化剂

目前,提高聚合物材料耐老化性的有效途径和常用方法是添加抗老化添加剂,由于成本低,不需要改变现有的生产工艺而得到广泛应用。添加这些抗老化添加剂主要有两种方法:

(1)直接添加添加剂

抗老化添加剂(粉末或液体)与树脂等原料直接混合,挤出造粒或注射成型等。这种添加方法被广泛应用于大多数颗粒和注塑厂,因为它简单易行。


(2)抗老化母粒添加法

对产品质量和质量稳定性要求较高的厂家,在生产过程中多采用添加抗老化母粒的方法。

其应用优点是抗老化添加剂在母粒制备过程中首先实现预分散,因此在后期材料加工过程中,抗老化添加剂二次分散,达到聚合物材料基体中均匀分散的目的,不仅保证了产品的质量稳定性,而且避免了粉尘污染,使生产更加绿色环保。

如下表所示:


综合以上分析,建议在使用抗老化添加剂时尽量使用抗老化母粒,以提高材料质量。

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