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防止塑料老化的几种方式

2020-03-30

事实上,高分子材料已经成为现代生活各个方面的必需品。其生产加工的新进展进一步拓宽了塑料的应用范围。在某些应用中,聚合物材料甚至取代了其他材料,如玻璃、金属、纸张和木材。

但是,高分子材料的结构特点和物理状态,以及在使用过程中所接触到的热、光、热氧、臭氧、水、酸、碱、细菌和酶等外界因素,都会导致其在使用过程中的性能退化或损失,如泛黄、相对分子量质量下降、产品表面开裂、光泽丧失。更严重的是,冲击强度、拉伸强度等力学性能如拉伸强度和延伸率大大降低,影响了高分子材料的正常使用。

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这种现象简称为老化。在高分子材料的合成、储存、加工和最终应用过程中,都会发生老化现象,导致材料寿命的终止而大量废弃,造成资源的极大浪费和严重的环境污染。高分子材料在使用过程中的老化更容易造成巨大的灾害和无法弥补的损失。因此,高分子材料的抗老化成为高分子工业必须解决的问题。实际上,高分子材料的抗老化是高分子化学的一个重要课题。目前,提高聚合物材料抗老化性能的方法主要有四种:

1、物理防护(如加厚、涂装、外层复合等)

高分子材料的老化,特别是光氧老化,是从材料或产品表面开始的,其特点是变色、粉化、龟裂、光泽度降低等,然后逐渐进入内部。薄型产品比厚型产品更容易过早失效,因此可以通过加厚产品来延长产品的使用寿命。

对于易老化的产品,可以在产品表面涂覆一层耐候性好的涂层,也可以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,从而延缓老化过程。

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。例如聚合过程中的热影响、加工过程中的热氧老化等。因此,在聚合或加工过程中加入除氧装置或真空装置,可以减少氧的影响。

但这种方法只能保证材料在工厂的性能,而且只能从备料的源头实施,不能解决再加工和使用过程中的老化问题。

3、高分子材料的结构设计或改性

许多高分子材料在分子结构上都有易老化的基团,因此通过材料的分子结构设计,用不易老化的基团取代易老化的基团往往能起到很好的作用。

4、添加抗老化助剂

目前,提高高分子材料耐老化性的有效途径和常用方法就是添加抗老化助剂,其由于成本较低、且无需改变现有生产工艺而得到广泛应用。这些抗老化助剂的添加方式主要有两种:

(1)助剂直接添加法

即将抗老化助剂(粉末或液体)与树脂等原料直接混合搅拌后挤出造粒或注塑等等。由于这种添加方法简单,被大多数造粒和注塑厂广泛采用。

(2)抗老化母粒添加法

在对产品品质和质量稳定性要求较高的工厂中,更多的是采用在生产时添加抗老化母粒的方式。

其应用的优点是在母粒制备过程中,抗老化添加剂首先实现预分散。在材料加工后期,抗老化助剂得到二次分散,达到助剂均匀分散在高分子材料基体中的目的,既保证了产品质量的稳定性,又避免了生产过程中的粉尘污染,使生产更加绿色环保。

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