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聚氯乙烯塑料抗氧剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2018-1-14 22:44:20
在聚氯乙烯中应用的抗氧剂应与聚氯乙烯有好的相容性,充分融入聚氯乙烯塑料中,才能完全发挥效能。

聚氯乙烯塑料抗氧剂的相容性是能够改变的。聚氯乙烯塑料抗氧剂能随着聚氯乙烯随着塑料中内部组分的变化,而产生不同的相容性。

另外对抗氧剂效能的影响因素主要有:1.抗氧剂的结构。不同的结构决定了不同的机理和效能。

抗氧剂的浓度。在聚氯乙烯中应用的抗氧剂应有一个适当的浓度,过高过低都将对其效能产生不利的影响。

抗氧剂的挥发性。挥发性的大小对加工和使用过程中抗氧剂的效能有着较大的影响。挥发性大的不利于效能的发挥。

抗氧剂的并用。抗氧剂之间可以产生加和效应,协同效应或对抗效应。在抗氧剂匹配时,最好选用具有加和效应的抗氧剂组成的抗氧体系。

聚氯乙烯对抗氧剂的要求不是很高,所以聚氯乙烯配方中大多数没有抗氧剂。但对于长期在户外应用的,高温环境下应用的,耐侯性要求较高的聚氯乙烯制品。特别是易发生氧化裂解和潜在降解的增塑聚氯乙烯制品,如电缆材料等。配方中一般在加入热稳定剂的同时,加入一定量的抗氧剂,以保证聚氯乙烯制品的内在稳定性和外观质量。

另外废旧聚氯乙烯制品的回收利用的再加工中,不仅应补加损失的热稳定剂,同时还应加入一定量的抗氧剂,使因老化产生的自由基的活性降低或丧失。避免发生链式反应,增强新制品的稳定性,延长其使用寿命。

抗氧剂一般是以主辅抗氧剂配合使用。从综合性能,来源及成本来考虑,聚氯乙烯中应用最多的是双酚A。双酚A与助抗氧剂亚磷酸脂并用效果显著,两者配合使用不仅对聚氯乙烯有抗氧化作用,同时对防止增塑剂挥发和氧化分解也起到抑制作用。

抗氧剂双酚A属于低效抗氧剂,但完全能满足聚氯乙烯的使用要求,用量一般在0.3~0.5%。助抗氧剂亚磷酸脂(TPP)广泛作聚氯乙烯螯合剂使用,特别是加入金属皂做主稳定剂时,配合使用可以减少金属氯化物的危害,保护制品的透明性和着色性,加入量一般为0.3~1%。



(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。



另外在聚氯乙烯中应用的抗氧剂主要还有:抗氧剂CA,抗氧剂264,抗氧剂2246 ,抗氧剂1076等。其加入量一般为0.01~0.5%。环氧脂类化合物如环氧大豆油,对聚氯乙烯的热氧化有一定的抑制作用,并与抗氧剂产生协同作用。

抗氧剂在实际生产中,基本采用混在树脂中或混在增塑剂中的加入办法。生产软聚氯乙烯料时,抗氧剂借助增塑剂加入较好,生产硬聚氯乙烯料时,抗氧剂通过常规干混料的办法加入。

抗氧剂可延缓或抑制聚氯乙烯的氧化降解,增强聚氯乙烯的稳定性,改善制品的色泽及耐侯性,延长制品的寿命。

抗氧剂在聚氯乙烯中并不常用,但户外制品,电缆材料,废旧聚氯乙烯回收利用等的配方中,加入一定量的抗氧剂,可以增强其性能,改善外观质量。

抗氧剂能有效的防止聚氯乙烯制品中的增塑剂氧化。

为改善聚氯乙烯的使用性能,有必要对抗氧剂在聚氯乙烯中的应用进一步研究。

聚氯乙烯是一种使用一个氯原子取代聚乙烯中的一个氢原子的高分子材料,是含有少量结晶结构的无定形聚合物。这种材料的结构如下:[ ―CH2 ―CHCl― ]n。PVC是VCM单体多数以头-尾结构相联的线形聚合物。碳原子为锯齿形排列,所有原子均以σ键相连。所有碳原子均为sp3杂化。

在PVC分子链上存在短的间规立构规整结构。随着聚合反应温度的降低,间规立构规整度提高。聚氯乙烯大分子结构中存在着头头结构、支链、双键、烯丙基氯、叔氯等不稳定性结构、使得耐热变形及耐老化差等缺点。故作交联后,可将该类缺点消除。


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