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教您如何篩選測試評價抗氧劑

文章出處: 網責任編輯: 人氣: 發表時候:2020-06-02 10:12:04 關鍵字:

抗氧劑是高分子材料及其制品(通常包括塑料、橡膠、合成纖維、涂料和膠黏劑等五大合成材料)中應用最廣泛的助劑之一,其在這些聚合物體系中僅少量存在時,即可延緩或抑制其在聚合、儲存、運輸、加工、使用過程中受大氣中氧、熱等作用而降解的過程,延長塑料制品使用壽命,提高塑料制品使用價值。

但由于抗氧劑的種類繁多,如何選擇到適合具體某個產品的抗氧劑體系是每一個相關行業內人員所關心的。對于抗氧劑的選擇,特別是在實際高分子材料制品中應用選擇,往往需要通過合適的方法進行測試和評價。

對于高分子材料的抗氧化防護,原則是提前預防更為重要,也就是說抗氧劑的加入越早越好。因為,在聚合物的合成階段加入抗氧劑,就可以在最初階段保護高分子材料免受氧化而破壞,而且在合成階段加入抗氧劑可以更好的保證抗氧劑在整個樹脂體系中的分布更為均勻,產品的質量穩定性也更好!

在合成階段添加抗氧劑,特別是對于通過自由基聚合合成高分子材料時,抗氧劑和引發性自由基間的反應是首要考慮的因素。此時,抗氧劑的加入,可能使得引發性自由基失活、引發效率降低、或太早終止了自由基聚合過程。因此,首先要評價或測試抗氧劑對聚合反應反應動力學、相對分子質量和相對分子質量分布的影響,以在抗氧化和實現目標聚合物間取得平衡。

正是考慮到抗氧劑對自由基聚合的這種負作用,相當大部分的聚合物樹脂原料往往采取在聚合結束而要出樹脂粒子的造粒階段添加抗氧劑,這樣即保證了聚合物樹脂的初期老化降解,也賦予了樹脂原料的儲存穩定性。

高分子樹脂原料從石化廠等出來后,就會走向改性塑料廠家或注塑加工廠家,并需根據實際應用要求進行適當的改性,不可避免的還需進行造粒或注塑等再次加工。因此,在加工階段,抗氧劑的添加也是必不可少的。

加工階段,首要的先看顏色的變化,尤其對ABS、PC和尼龍改性材料。沒有抗氧劑的保護,在造粒時往往就可以觀察到變黃現象,甚至是降解。這種情況是可以目測到的,也直接可以比較出不同抗氧劑的優劣。

如果目測無法判別,就要通過其他手段了。比如,可以測試添加不同抗氧劑樣品的熔指或流變學行為,并與原料進行對比。在很多文獻或產品介紹中,很多是采用多次擠出的方法來評價抗氧劑的加工穩定作用。

不同抗氧體系對PP熔指的影響

當然也可以通過測試材料的力學性能來評價。如玻纖增強尼龍66材料,添加抗氧劑前后的性能數據對比也可以用來篩選合適的抗氧劑體系。

不同抗氧體系對玻纖增強尼龍66初始性能的影響

高分子材料的使用階段

對于一些像發動機周邊、汽車內部、發熱線圈、電線電纜等使用溫度比較高的部件或材料,往往需要評定其長效熱氧穩定性。如果你想做百年老店,做一些在實際條件下的測試是非常有意義的,盡管這一過程十分耗時耗力耗財。但更快捷的方法是做加速老化試驗,即在高于實際使用溫度條件下,在熱氧老化箱中進行加速老化試驗,以期在較短時間內測試抗氧劑的性能,這也是目前絕大部分企業或測試機構采取的方法。要測試的數據主要有紅外羰基指數、色差(或黃色指數、灰卡評級等)、力學性能等等。

不同抗氧體系對玻纖增強尼龍66(180℃)的斷裂伸長率和缺口沖擊強度的影響

此外,氧化誘導期(OIT)也是一種常用的測試抗氧劑性能的試驗方法,尤其是在電線電纜行業。此方法的優點是重復性比較好,樣品用量也少,可以進行快速質量控制,作為抗氧劑初期篩選方法是非常值得推薦的

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