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ABS塑胶原料的抗老化性是如何实现的?


                   ABS塑胶原料的抗老化性是如何实现的?


高聚物暴露在空气中会与空气中氧发生反应而老化,这种反应对于含不饱和键的高聚物(ABS塑胶原料中丁二烯双键)较为显著,可能引起力学性能的完全丧失。高聚物的氧化反应在室温和避光的条件下是十分缓慢的,但受热和光照射后会加速进行,使材料迅速老化,这种反应往往是自加速过程,具有自由基型连锁反应的特征。因此防老化原则是:一是不让连锁反应开始;二是一旦开始应迅速使连锁反应终止。

其实高分子被氧化以后,生产的过氧化基团,会进一步按自由基型分解并引发一连串的连锁反应,从而使高聚物老化,酚类抗氧剂,如抗氧剂1076、1010、2264能吸收自由基,终止已经开始了的氧化连锁反应。含硫或磷的化合物,如辅助抗氧剂DLTP、DSTP可以使过氧化基团按自由基型机理破坏掉。在ABS塑胶原料加入抗氧剂和紫外吸收剂后,ABS塑胶原料的拉伸强度和断裂伸长率下降速度变慢,也即延缓了ABS的老化过程。ABS不但受到紫外光作用而断裂降解,而且还受到氧的作用而老化。随着紫外线吸收剂用量增加,ABS塑胶原料耐老化性能提高,且紫外线吸收剂UV-237的效果比UV-531好。

实验验证:

在ABS塑胶原料中加入抗氧剂和紫外线吸收剂后,它的耐老化性能显著提高,当添加抗氧化剂和紫外线吸收剂种类不同时,ABS塑胶原料耐老化性能提高程度不同。分析认为,在抗氧剂1010、2246和1076之中,抗氧剂1076的熔点(50-55°)最低,是酚类抗氧剂中比较好的品种之一。抽出和会发是抗氧化剂损失的两个重要途径。而抗氧剂1076是高分子量的受阻酚类化合物,挥发性低、热稳定性极好、耐水抽提性能优良,且与ABS塑胶原料有良好的相容性。此外,它无臭、无毒、无污染。这表明抗氧剂1076是ABS塑胶原料最广泛应用的抗氧剂。

未稳定和稳定的ABS经1000H的人工加速老化和ABS的自然大气暴露试验,观察其颜色变化。未稳定的ABS,经加速老化137h出现4级变化,475h出现3级变色,颜色变化以121h变黄较快,757变化稍慢。经稳定的ABS试样,在加速老化323h后才出现4级变色,612h出现3级变色,说明添加稳定剂能有效地延长ABS塑胶原料人工加速老化的变黄和变色时间,降低黄色指数增加值,提高ABS塑胶原料的颜色稳定性。在所使用的稳定化体系中,同时使用抗氧化剂和紫外线吸收剂与只添加光稳定剂体系的稳定性差别不大,添加剂的使用量增大1倍,颜色稳定效果稍好,但不明显。未稳定和经稳定的ABS塑胶原料,在自然大气暴露仅7天就出现了变白现象,在维持变白约70天后,试样才开始出现变黄。经稳定的ABS塑胶原料试样,在自然暴露197天后颜色变化为3级,暴露227天仍未出现2级颜色变化,说明添加稳定体系可提高ABS的颜色稳定性。导致ABS光化学变黄的波长在300-380之间,而其发白是由380-525nm波长引起的。同时试验显示在疝弧灯暴露初期,ABS塑胶原料的颜色试验,无论是加速老化试验,还是大气或室内自然暴露试验,其变色均是出现先变白后变黄的现象。在人工加速老化试验中,未稳定和经稳定ABS塑胶原料在老化初期的变白比较短暂,经稳定的ABS塑胶原料变黄比未稳定的ABS慢,说明加入稳定体系能有效抑制由小于380nm的短波辐照导致的ABS塑胶原料变黄。自然大气暴露中,ABS仅7天就出现变白,并维持较长时间才变黄,透过室内窗玻璃暴露的ABS,变白也仅在7天就出现,而维持的时间更长,这说明ABS塑胶原料变白有肯恩能够是由可见光辐照(380-525nm)引起的,同时也表明添加稳定剂对大于380nm的长波辐照引起的,同时也表明添加稳定剂对大于380nm的长波辐照引起的ABS光老化未能提供保护。

从湿度(水分)对ABS塑胶原料主要性能的影响来看,ABS塑胶原料属于“湿度促进老化型”,即增加湿度是增加它的老化速度,减少其使用寿命的。这与其老化反应机理有关:①由于水分的阻隔作用,氧气较少,ABS塑胶原料高分子更多地趋于产生断裂,生成极性基团,而较少形成交联结构;②水分可直接与高分子中的双键、腈键等反应,形成极性基团。因而ABS塑胶原料也会受到湿热老化作用,这一点在ABS塑胶原料的应用中要引起注意。

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