改性聚丙烯的防老化性能

                                                                                                                             北京蘭德梅克公司   邱波

聚丙烯的分子主鏈上有叔碳原子，在低溫室內(nèi)條件下，并不容易發(fā)生老化，但在某些特定條件下，如熱、氧、紫外線(xiàn)、銅害等外界因素作用下極易發(fā)生化學(xué)變化，其表現(xiàn)為紅外吸收光譜中出現(xiàn)羰基峰，隨后生成過(guò)氧化物，斷裂后形成游離基，這些游離基進(jìn)一步引起整個(gè)大分子鏈裂解、支化與交聯(lián)，使聚丙烯失去高分子材料的特征，喪失其使用性能。

聚丙烯老化宏觀(guān)上可以通過(guò)聚丙烯特性粘度下降或熔體流動(dòng)速率增大而加以判斷。特性粘度下降或熔體流動(dòng)速率增大，意味著聚丙烯分子量變小。例如分子量為27.1萬(wàn)的聚丙烯在310℃的加工溫度下擠出加工三次后，分子量降低至5.23萬(wàn)。聚丙烯主鏈斷裂產(chǎn)生大量游離基，一方面會(huì)繼續(xù)攻擊主鏈上碳原子，導(dǎo)致新的降解反應(yīng)，同時(shí)也還會(huì)伴隨著游離基之間的藕合或交聯(lián)，分子量下降的速度有可能減慢，但材料宏觀(guān)上會(huì)變硬和脆化。降解過(guò)程中產(chǎn)生的氧化結(jié)構(gòu)（如羰基、過(guò)氧化物等），會(huì)進(jìn)一步提高對(duì)光引起降解的敏感性。

改性聚丙烯防止老化主要是添加各種抗氧劑，在正常條件下，主要是防止熱氧老化和自由基老化，熱氧老化的瞬間會(huì)產(chǎn)生過(guò)氧化物，過(guò)氧化物會(huì)攻擊正常的聚丙烯分子鏈，開(kāi)始新一輪的熱氧老化過(guò)程。自由基是在聚丙烯長(zhǎng)期使用中慢慢游離的活性小分子，也會(huì)與聚丙烯分子鏈反應(yīng)，是分子鏈斷裂從而產(chǎn)生老化。所以，防止改性聚丙烯老化也應(yīng)該從這兩方面入手，添加不同的抗氧劑。

根據(jù)作用機(jī)理不同，抗氧劑可分為游離基鏈反應(yīng)終止劑，即自由基終止劑（主抗氧劑）和過(guò)氧化物分解劑（輔助抗氧劑）兩類(lèi)。現(xiàn)在市場(chǎng)上有許多種抗氧劑供選用。選用的原則是價(jià)格、與聚丙烯的相容性和抗氧化效果。目前獲得認(rèn)可，且技術(shù)經(jīng)濟(jì)兩方面較為合適的抗氧劑是酚類(lèi)1010和亞磷酸酯168的復(fù)配物，稱(chēng)之為B215或B225，前者1010與168比例為1:2，后者1010與168比例為1:1。但是因?yàn)榭寡鮿?/span>168耐水解性能不好，所以在水浸條件時(shí)不能使用上述配方。

 
值得注意的是，在某些使用環(huán)境的因素下，改性聚丙烯的老化速度會(huì)數(shù)百倍的增加，如紫外線(xiàn)照射、接觸銅等催化劑，或者高溫，這就需要根據(jù)不同的使用環(huán)境添加不同類(lèi)型和數(shù)量的添加劑了。北京蘭德梅克公司的改性聚丙烯PI-2001D、 PI-2001E、PI-2001F、DX-22等就是根據(jù)電纜、壓濾板、高溫導(dǎo)線(xiàn)、電池圈等不同的使用環(huán)境專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)的配方，很好的適應(yīng)了市場(chǎng)需求。

 
在使用中還需要注意的一點(diǎn)是，有些抗氧劑之間會(huì)有協(xié)同作用，即混合后的抗氧性能大于單獨(dú)作用的效果，如酚類(lèi)抗氧劑與硫代酯類(lèi)。有的抗氧劑之間有對(duì)抗作用，如受阻胺類(lèi)與硫代酯類(lèi)抗氧劑會(huì)產(chǎn)生銨鹽，從而相互抵消。生產(chǎn)改性聚丙烯在選用抗氧劑時(shí)要根據(jù)不同產(chǎn)品具體分析。