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聚丙烯抗氧剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-12-28 13:26:24
聚丙烯在无氧的条件下具有很好的稳定性, 但由于聚丙烯结构存在叔碳原子,在造粒加工、贮存和使用过程中,受热、氧、光的作用易老化降解,甚至失去优良的综合物理机械性能和使用价值,这也是聚丙烯抗氧化和耐老化性比聚乙烯差的原因。

为了抑制和延缓聚丙烯的氧化降解,保持聚丙烯的分子量不变,通常在聚合反应之后,分离、干燥和储存之前就必须进行添加聚丙烯抗氧剂处理,在造粒阶段加入聚丙烯抗氧剂,是提高聚丙烯抗氧性的简便有效途径。

聚丙烯抗氧剂作用机理。链引发。聚丙烯(RH)在氧、光或热的作用下其叔碳原子处极易生成自由基:

RH 光与热 R+H

RH+O2 R+HOO

链传递。自由基自动催化生成过氧化自由基和大分子过氧化物,过氧化物分解又产生自由基,自由基又可和聚合物反应,使自由基不断传递,反应延续:

R+O2ROO

ROO+RHROOH+R

ROOHRO+HO

ROOH+RH RO+R+H2O

RO+RHROH+R

HO+RHH2O+R

2ROOHRO+ROO+H2O

链终止。自由基相互结合生成稳定的产物,终止链反应:

R+RR—R

R+ROOROOR

ROO+ROOROOR+O2

ROO+ROROR+O2

R+OH ROH


(抗氧剂、稳定剂TPPi)生产工艺

1.三氯氧磷直接法(又称热法) 苯酚以吡啶和无水苯为溶剂,在不超过10℃的温度下,缓缓加入氧氯化磷,然后在回流温度下,反应3~4h。冷却至室温后,反应物经水洗回收吡啶,离心脱水后,再用干燥的硫酸钠脱水,过滤除去硫酸钠。最后先常压蒸馏回收苯,再减压蒸馏,收集243~245℃(1.47kPa)的馏分,经冷却、结晶、粉碎即为成品。

2.苯酚熔融后,搅拌下在25℃下滴加三氯化磷,生成;然后升温至70℃通入氯气,生成二氯代磷酸三苯酯;再于50℃加水水解,生成磷酸三苯酯。最后水解产物用5%纯碱水溶液进行中和、水洗、蒸发和减压蒸馏,收集243~245℃(1.47kPa)的馏分,冷却、结晶、粉碎、包装即为成品。

(抗氧剂、稳定剂TPPi)主要适用于聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯、abs树脂、环氧树脂、合成橡胶等的抗氧稳定剂,用于聚氯乙烯制品中作螯合剂。


在氧化过程中,当大分子链断裂而发生降解 时,分子量降低,熔体粘度下降,聚丙烯强度下降或粉化。当大分子发生交联反应时,分子量增大,熔体流动性降低,发生脆化和变硬。在氧化过程中生成的氧化结构,如羰基、过氧化物等,降低了聚丙烯的电性能,并增加了对光引起降解的敏感性,这种氧化结构的进一步反应,使大分子断裂或交联。

抗氧剂的作用就在于阻止聚丙烯自动氧化链反应过程的进行,即供给氢使氧化过程中生成的游离基R?和ROO?变成RH和ROOH,或使ROOH变成ROH,从而改善聚丙烯在加工和应用中抗氧化和抗热解的能力。

聚丙烯,是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。按甲基排列位置分为等规聚丙烯(isotactic polypropylene)、无规聚丙烯(atactic polypropylene)和间规聚丙烯(syndiotactic polypropylene)三种。

甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯,若甲基无秩序的排列在分子主链的两侧称无规聚丙烯,当甲基交替排列在分子主链的两侧称间规聚丙烯。一般工业生产的聚丙烯树脂中,等规结构含量约为95%,其余为无规或间规聚丙烯。工业产品以等规物为主要成分。聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。通常为半透明无色固体,无臭无毒。由于结构规整而高度结晶化,故熔点可高达167℃。耐热、耐腐蚀,制品可用蒸汽消毒是其突出优点。密度小,是最轻的通用塑料。缺点是耐低温冲击性差,较易老化,但可分别通过改性予以克服。

共聚物型的PP材料有较低的热变形温度(100℃)、低透明度、低光泽度、低刚性,但是有更强的抗冲击强度,PP的冲击强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150℃。由于结晶度较高,这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。

PP的熔体质量流动速率(MFR)通常在1~100。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料,共聚型的抗冲强度比均聚型的要高。由于结晶,PP的收缩率相当高,一般为1.6~2.0%。


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