提高塑料耐候性能的有效途径和制备方法.docx

提高塑料耐候性能的有效途径和制备方法 许璐2 李颖瑜2 林湖彬1,2,3,4 杜崇铭1,2,3,4 朱建一1,3,4 李华军1,3,41.惠州市昌亿新材料有限公司 惠州 516227 2.暨南大学 广州 510632 3.广东省特种功能复合材料（昌亿）工程技术研究开发中心 惠州 516227 4.惠州市昌亿科技股份有限公司 惠州 516227【摘要】本文以聚丙烯、ABS两种典型塑料为例，探究了塑料的老化行为与机理；归纳了提高塑料耐候性的多种途径，并总结出提高耐候性的有效手段关键词】塑料耐候性;聚丙烯;ABS;改性方法1.前言塑料以高分子化合物为主料，这些高分子的结构或组分内部具有易引起老化的弱点因此在加工、贮存和使用过程中，由于受到光、热、氧、水、高能辐射、化学以及生物侵蚀等内外因素的综合作用，材料的性能会逐渐下降，并失去其应有的使用价值在塑料广泛应用的今天，高分子材料的老化现象已成为一个亟待解决问题下面以聚丙烯（PP）和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）为例，研究总结塑料的典型老化行为以及提高耐候性的有效手段与制备方法2.聚丙烯的耐候性研究聚丙烯的老化主要是光氧老化和热氧老化[1]。

其中光氧老化是影响性能的主要因素对于高分子材料，经受能量较高的紫外线照射后会形成电子激发态，由此引发了光化学和光物理过程2.1聚丙烯的光降解机理聚丙烯等聚合物在链引发过程中会引入络合物、催化剂以及羰基化合物等，这些物质能够吸收一定范围波段的紫外光，分离产生自由基引发聚丙烯光氧老化通过研究光线的贯穿深度，我们知道阻止紫外线对材料表面的作用是抗光氧老化的关键3.提高聚丙烯耐候性的途径3.1加入光稳定剂光稳定剂依据作用原理不同分为许多种，例如将光能以热量形式散发的紫外线吸收剂；将被紫外光激发的高分子激发态瞬间猝灭的激发态猝灭剂，除此之外还包括自由基捕捉剂、氢过氧化物分解剂和光屏蔽剂3.1.1紫外线吸收剂紫外线在自身结构不发生变化的前提下吸收紫外线常用的紫外线吸收剂有三嗪类、多羟基苯酮类、水杨酸酯类、苯并三唑类以及丙烯酸酯类对于聚丙烯，UV-531(2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮)和苯并三唑类的UV-326 (2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑)可以吸收宽范围波长的紫外光，并且具有抗氧性[2]3.1.2光屏蔽剂炭黑、纳米级氧化锌和二氧化钛是较为常用的光屏蔽剂，其中炭黑因含有醌、酚等多种基团对聚合物产生多重保护作用。

但若要求制品为浅色，炭黑就不适用了二氧化钛可吸收波长小于410nm的紫外光，同时反射大部分可见光，并且可避免加深制品颜色，因此成为改性PP的最佳选择3.2纳米粒子改性聚丙烯提高材料耐候性的传统方法是加入有机助剂，但有机助剂也存在一些缺陷，而无机纳米粒子的特性可以较好地克服上述助剂的不足对于聚丙烯，较多的是加入纳米TiO2进行耐候改性例如，四川大学[3]利用聚丙烯、纳米级二氧化钛和聚烯烃弹性体（POE）制备复合材料，经测试，二氧化钛颗粒均匀分散在复合基体中，增韧效果明显，使其抗老化性能得到巨大提升3.3滑石粉等无机物质改性PP滑石粉和碳酸钙分别加入聚丙烯或混合加入聚丙烯会产生不同的抗老化效果注射成型为制品后，对其测试比照后发现混合填充聚丙烯复合材料较前者具有更好的耐老化性能4.ABS的耐候性研究ABS最大的不足之处是耐候性较差，这是由于其分子中丁二烯所产生的双键在紫外线作用下易受氧化降解的缘故4.1添加改性ABS为使ABS热稳定化和受热不着色，常推荐含金属的化合物与酚类、胺类或压磷酸酯类抗氧剂并用的稳定体系含金属的化合物可用第Ⅱ族金属（Zn、Ca、Mg、Cd等）的脂族卤氧酸盐或硫化物（如ZnS），以及具有下式的化合物：[(CH3)2NCS2]M,式中M为Mg、Ca、Ba。

此外，还可用烷基硫醇加苯乙烯化苯酚和亚磷酸酯组成的并用体系，亚磷酸酯加含硫化合物组成的并用体系，以及亚磷酸的金属（锂、钠、钾、钙、镁）盐要制备耐热ABS，可添加季戊四醇衍生物加亚磷酸酯的并用体系为使ABS的颜色稳定化，可添加碱金属的磷酸盐从表可见，配方4的耐老化性能明显优于配方2，原因在于配方4中添加了抗氧剂1076分析认为，在抗氧剂1010、2246和1076之中，抗氧剂1076的熔点（50~55℃）最低，是酚类抗氧剂中比较好的品种之一此外抗氧剂1076无污染，不变色，热稳定性好，能够弥合两大损失途径，又与ABS有良好的相容性，故成为ABS应用最多的抗氧剂4.2共混改性ABS王士才等人[4]以丙烯睛-丁二烯-苯乙烯二元共聚物(ABS)、聚氯乙烯(PVC)为主要原料，配以紫外线吸收剂、抗氧剂等助剂，研制了耐老化ABS/PVC共混塑料，并对其各种性能进行研究结果表明，在ABS和PVC质量比为60:40，添加抗氧剂1076和紫外线吸收剂UV-327（两者用量均为ABS/PVC共混塑料质量的0.5%）后，所制得共混塑料不仅具有优良的力学性能，而且还具有良好的耐老化性能5.结语在塑料制品广泛使用的今天，如何完善其性能，拓宽其应用领域已经成为首当其冲的问题。

有机助剂会发生自身降解，造成污染；无机添加剂性能更加完善，只是成本偏高探索环境友好，性能全面，易于工业化生产的抗老化改性手段成为拓宽塑料应用的重要前提参考文献[ 1 ] 王雅珍. 助剂改性聚丙烯耐候性研究进展[ J ] .广州化工,2010,38(1):10-13[2]周大纲等编.塑料老化与防老技术[M].北京:中国北京轻工业出版社,1998:11[3]孙可华.四川大学进行聚丙烯弹性体复合材料的抗老化性能研究[J].国内外石油化工快报,2006, 36(6): 23.[4]王士财.耐老化A B S/ P V C共混塑料的研制[J ].合成树脂及塑料,2004,21(3):55-57作者简介许璐，女，1992年10月，内蒙古通辽市，本科在读，高分子材料李颖瑜，女，1992年9月，广东东莞市，本科在读，高分子材料1通讯作者：林湖彬（1963生），男，汉族，广东揭阳人，惠州市昌亿新材料有限公司，硕士，主要研究废弃塑料的再资源化技术全文完-。