抗氧化！改性聚丙烯（PP）老化要解決

塑料在加工、貯存和使用過程中，由于受到光、熱、氧、水、高能輻射、化學(xué)介質(zhì)以及生物侵蝕等內(nèi)外因素的綜合作用，其化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)會發(fā)生一系列變化，物理性能也會相應(yīng)變壞,如發(fā)硬、發(fā)黏、變脆、變色、失去強(qiáng)度等，這種現(xiàn)象就是塑料的老化。塑料老化的本質(zhì)是其物理結(jié)構(gòu)或化學(xué)結(jié)構(gòu)的改變，表現(xiàn)為材料的性能逐漸下降，并失去其應(yīng)有的使用價值。聚丙烯老化原因聚丙烯老化宏觀上可以通過聚丙烯特性粘度下降或熔體流動速率增大而加以判斷。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產(chǎn)生過氧化物，過氧化物會攻擊正常的聚丙烯分子，開始新一輪的熱氧老化過程。改性塑料聚丙烯粒子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、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，隨后生成過氧化物，斷裂后形成游離基，這些游離基進(jìn)一步引起整個大分子鏈裂解、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。聚丙烯老化影響聚丙烯老化宏觀上可以通過聚丙烯特性粘度下降或熔體流動速率增大而加以判斷。特性粘度下降或熔體流動速率增大，意味著聚丙烯分子量變小。例如分子量為27.1萬的聚丙烯在310℃的加工溫度下擠出加工三次后，分子量降低至5.23萬，所以熔融指數(shù)會大幅度上升。注意，這種老化導(dǎo)致的熔融指數(shù)上升與使用降溫母粒導(dǎo)致的熔融指數(shù)上升不一樣。這種老化無序的，不可控的，伴隨著力學(xué)強(qiáng)度的大幅度衰減。一個極端的聚丙烯老化例子是聚丙烯編織袋，在室內(nèi)放置幾年都沒有關(guān)系，一旦放置戶外暴曬，90日就可粉化，失去使用價值。某些金屬對聚丙烯分子老化起催化作用，如銅害，會短時間內(nèi)讓聚丙烯電纜絕緣層失去力學(xué)性能。聚丙烯電纜料的銅害即是其中一例，這一般采取鍍錫加上聚丙烯添加特殊助劑雙重方案解決。改性塑料粒子聚丙烯分子主鏈斷裂產(chǎn)生大量游離基，一方面會繼續(xù)攻擊主鏈上碳原子，導(dǎo)致新的降解反應(yīng)，同時也還會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，但材料宏觀上會變硬和脆化。降解過程中產(chǎn)生的氧化結(jié)構(gòu)（如羰基、過氧化物等），會進(jìn)一步提高對光引起降解的敏感性。

聚丙烯防老化措施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，熱氧老化的瞬間會產(chǎn)生過氧化物，過氧化物會攻擊正常的聚丙烯分子鏈，開始新一輪的熱氧老化過程。自由基是在聚丙烯長期使用中慢慢游離的活性小分子，也會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）和過氧化物分解劑（輔助抗氧劑）兩類?，F(xiàn)在市場上有許多種抗氧劑供選用。選用的原則是價格、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1010和亞磷酸酯168的復(fù)配物，稱之為B215或B225，前者1010與168比例為1:2，后者1010與168比例為1:1。但是因為抗氧劑168耐水解性能不好，所以在水浸條件時不能使用上述配方。高分子材料老化的特征由于聚合物品種不同，使用條件各異，因而高分子材料有不同的老化現(xiàn)象和特征。例如農(nóng)用塑料薄膜經(jīng)過日曬雨淋后發(fā)生變色、變脆、透明度下降；航空有機(jī)玻璃用久后出現(xiàn)銀紋、透明度下降；橡膠制品長久使用后彈性下降、變硬、開裂或者變軟、發(fā)黏；涂料長久使用后發(fā)生失光、粉化、氣泡、剝落等。老化現(xiàn)象歸納起來有下列四種變化。(1)外觀的變化如出現(xiàn)污漬、斑點(diǎn)、銀紋、裂縫、噴霜、粉化、發(fā)黏、翹曲、魚眼、起皺、收縮、焦燒、光學(xué)畸變以及表面變暗、變色等顏色的變化。(2)物理性能的變化包括溶解性、溶脹性、流變性、折射率以及耐熱、耐寒、透水、透氣等性能的變化。(3)力學(xué)性能的變化包括拉伸強(qiáng)