高分子材料總的來說,主要分為塑料、橡膠、合成纖維、涂料和膠黏劑等五大類。
無論是哪一種材料,其在合成制備、加工成型、實際應(yīng)用和儲存階段都有可能發(fā)生老化問題,如變色、脆化、開裂、力學(xué)性能下降等等。
一般來說,在這幾大類材料中,都要加入一些防老化助劑。
那么,防老化助劑到底怎么添加才比較合適呢? 塑料 對于塑料來說,從石化廠出來的基礎(chǔ)樹脂一般均添加了防老化助劑,用于保證原材料在儲存過程中的穩(wěn)定。
但在后續(xù)加工中,如改性造粒、注塑加工等等,還需根據(jù)實際工藝條件、使用環(huán)境等要求添加合適的防老化助劑。
如在塑料改性造粒過程中,聚丙烯(PP)、尼龍、聚碳酸酯、聚酯、TPU等等諸如此類的材料,都需加入防老化助劑,首先要解決的是材料在螺桿剪切、溫度和氧氣等因素作用下的材料降解或交聯(lián)、變色等問題。
考慮到改性塑料還要做成制品,此時就還需根據(jù)材料在實際應(yīng)用條件或環(huán)境下的具體要求,添加滿足相應(yīng)要求的防老化助劑體系。
但在塑料薄膜中,則要將防老化助劑預(yù)先分散于樹脂載體中制成預(yù)分散防老化母粒再進行添加。
因為薄膜是薄制品,而防老化助劑的添加量少,通常只有千分之幾,在混料時就容易不勻,極易造成助劑在材料中的分散不均或團聚,導(dǎo)致薄膜上產(chǎn)生所謂的“晶點”,這是薄膜使用客戶所不能容忍的,且廢品率太高。
而預(yù)分散防老化母粒則由于已經(jīng)過一次的預(yù)先分散,且添加量一般在2份以上,粒子形態(tài)又與樹脂粒子相近,因此最終制品中助劑的分散效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過直接添加助劑的方法。
再如熱固性塑料,如玻璃鋼等等這一類材料。
環(huán)氧樹脂類熱固性塑料,由于其在制備過程是由液態(tài)(固體環(huán)氧樹脂原料也要加熱熔融)到固態(tài),防老化助劑直接添加即可,但前提仍然是要保證防老化助劑的良好分散。
不飽和聚酯類材料,由于其固化過程設(shè)計到自由基的反應(yīng),添加防老化助劑時要特別注意不能影響到材料的固化進程,此時助劑的選擇就非常關(guān)鍵。
橡膠 對于橡膠材料,由于其前期加工大多要經(jīng)過密煉、開煉等工序,防老化助劑直接添加即可,但橡膠的生產(chǎn)加工過程中粉塵大、污染大是大家都知道的,除了生產(chǎn)設(shè)備的升級改造解決這一問題外,現(xiàn)在橡膠的預(yù)分散母粒也起來了,除了上面所說的分散性更好之外,解決粉塵污染是其*的優(yōu)點了。
但橡膠的預(yù)分散母粒市場和質(zhì)量問題比較混亂,如很多預(yù)分散母粒的助劑含量不足等等,自律性需要大大加強,但由于環(huán)保的高要求,預(yù)分散母粒必定是今后橡膠行業(yè)助劑添加的主要方法。
熱塑性彈性體在此也暫歸結(jié)為橡膠類,她既具有類似熱塑性塑料的可擠出、注塑加工性,也兼具橡膠類材料的性能優(yōu)勢。
對于該類材料,防老化助劑的添加請參考塑料部分。
合成纖維 高分子材料中合成纖維主要有聚丙烯纖維(丙綸)、PET纖維(滌綸)、尼龍絲等等。
對于纖維類材料而言,防老化助劑的添加均需采取添加抗老化母粒的方法。
如果在紡絲過程中,防老化助劑直接與樹脂等其他原料混合生產(chǎn),往往使得助劑在產(chǎn)品中不能達(dá)到很好的分散效果,易造成纖維出現(xiàn)“斷絲”等問題,影響生產(chǎn)的正常進行和降低生產(chǎn)效率,并導(dǎo)致防老化助劑抗老化效能的降低。
涂料和膠黏劑 涂料和膠黏劑比較類似,因為大多呈流體狀態(tài),直接添加防老化助劑比較合適,但要選擇好防老化助劑的種類,如油性涂料中,防老化助劑在溶劑中的溶解性要好,水性體系中放老化助劑還需要經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚恚ㄈ缛榛┎拍芴砑?,不然也會造成助劑的分散差?br>這一類材料在成膜或固化過程中,很多也設(shè)計到化學(xué)反應(yīng),防老化助劑的使用前提是不能影響固化或成膜,這一點類似于不飽和樹脂。
總之,針對不同材料,防老化助劑的添加要考慮到其制備或成型工藝,防老化的具體要求,只有合適的才是最為好的。
不管是對那種材料,防老化助劑在材料中的均勻分散是非常之重要,這不僅關(guān)乎其抗老化效能是否能充分發(fā)揮,更關(guān)乎到產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性。
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