怎样选择聚烯烃抗老化助剂？.docx

怎样选择聚烯烃抗老化助剂?    聚烯烃在自然界中会遇到氧和阳光的作用,使树脂的分子链和助剂产生自由基(R•),它会氧进一步反应形成氧化自由基(RO•)及过氧化自由基 (ROO•),所产生自由基活性强,能夺取其他树脂分子链及助剂中的氢,生成氢过氧化物(ROOH)。不稳定的氢过氧化物(ROOH)又会裂解成新的自由基(RO)•和(HO•),这两个活泼的自由基进一步与氧反应,还能形成新的氢过氧化物(ROOH)。周而复始产生自动催化氧化作用。使化合物发生断裂、降解和交联,导致分子链完全破裂。解决耐老化问题包括耐氧老化和耐光老化。抗老化体系是指树脂及添加剂包括颜料、爽滑剂等的抗老化问题。聚烯烃抗老化体系除增强树脂本身防老化性能外,一般采用在配方中添加抗氧剂、光稳定剂来解决。光稳定剂有四大类:光屏蔽剂、光猝灭剂、紫外线吸收剂、受阻***光稳定剂。这四大类助剂在聚烯烃都得到广泛使用,其中常用的光稳定剂为受阻***光稳定剂和紫外线吸收剂。抗氧剂种类繁多,常用的为受阻酚类和亚磷酸酯类。防老化助剂的应用不是简单添加和堆积,应该认识到这是一个需要综合考虑的统一体系。    聚烯烃防老化体系的设计应从选择助剂着手,选择合适的助剂,组成合理的配方,考虑助剂的协同、适当的加工工艺及助剂间的禁忌,来达到最佳的状态。抗氧剂、光稳定剂的选择,是提高聚烯烃塑料制品耐热、耐氧、耐光稳定化的方法之一。下面谈一下受阻***光稳定剂、紫外线吸收剂、抗氧剂的选择。    ***光稳定剂的选择    受阻***光稳定剂含有哌啶基团,氧化后会产生哌啶氮氧自由基。哌啶氮氧自由基活性较大,能与树脂中降解物烷基自由基、烷氧自由基反应,产生哌啶烷基***醚和哌啶基过氧化***醚,中止树脂的降解。光稳定剂能不断自我更新、活化,能不断捕捉新产生的自由基,因而受阻***光稳定剂效率比紫外线吸收剂高2~4倍。    受阻***光稳定剂的选择可以从六个方面来考虑:光稳定剂有效基团含量、光稳定剂的碱性、光稳定剂分子量及分布、光稳定剂的特性和加工性能、光稳定剂的相容性、光稳定剂的安全性。        受阻***光稳定剂有效基团为哌啶氮氧自由基,化合物中有效基团含量大小,决定了助剂光稳定化能力。GW-540分子结构中有三个哌啶基团,有效基团含量高,氮含量(以氮的数量代表哌啶基)%,是目前受阻***光稳定剂中有效氮含量较高,且光稳定性能较好的品种之一,但由于其使用中的毒性较大,目前已很少使用。聚合型光稳定剂通常有效基团含量相对较低,如光稳定剂622。光稳定剂中其他基团也会对光稳定效应有贡献,在聚合型光稳定剂中有时引入其他含N的基团,对光稳定性有较大作用。光稳定剂944有效基团含量虽不高,分子结构中三嗪基团有协同作用,长期光稳定效应好于一般光稳定剂。而天罡公司最新推出的 HS-362复配聚合型光稳定剂则在944的基础上,通过提升有效氮含量,从而进一步提升了助剂的光稳定剂使用效果。表1为各种光稳定剂有效基团含量。    表1:光稳定剂有效基团含量光稳定剂有效基团含量  N  %光稳定剂GW-540      -544      -770       HS-362     >-622      -944             受阻***光稳定剂中哌啶基团呈碱性,配方中硫化物及酸性物质会使其失效。含有光稳定剂的配方中,不能采用DSTP、DLTP等硫代丙二酸酯类抗氧剂。低碱性光稳定剂不易受到有害物质攻击。新品种光稳定剂正朝着低碱性发展。表2说明了常用受阻***光稳定剂的pKa值。    表2:常用受阻***光稳定剂pKa值   光稳定剂品种         pKa值光稳定剂HS-770         -944          HS-362        > N24        N30   -622            受阻***光稳定剂由于***基的存在,使助剂呈较高的碱性,以前的理论认为不能用于PVC树脂,实践证明在软质、硬质PVC产品中应用都没有问题。    为了克服受阻***光稳定剂碱性高的问题,光稳定剂新品种不断出现,有的品种利用复配技术,加入氧化锌等碱性物质,减少哌啶基团受攻击的机会,也有利用长的烷氧基来降低助剂的碱性。如Tinuvin494、TinuvinXT855等是改进后的新产品,但目前市场上应用仍以老品种为主。        光稳定剂有单分子型及聚合物型。单分子型如:HS-770、GW-540等,一般分子量较低,容易迁移