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塑料助剂基础知识:光稳定剂在聚乙烯的应用

发布日期:2023/2/13 14:49:54 访问次数:184

各种不同品种牌号的聚乙烯对于紫外线辐射都是敏感的,只不过没有聚丙烯那么敏
感而已。为此,其户外应用的制品也都需要进行抗紫外光的稳定处理。所采用的光稳定
剂基本上与聚丙烯的一样。
常用光稳定剂及其缩写如下:
AO-Ⅲ:3-(3′,5′-二叔丁基-4′-羟基苯基)丙酸正十八烷基酯
AO-Ⅳ:2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚
Ni-Ⅱ:2,2′-硫代双 (4-叔辛基苯酚基)正丁胺镍
UVA-Ⅱ:2-(2′-羟基 3′-叔丁基 5′-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑
UVA-Ⅲ:2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮
UVA-Ⅳ:N,N′-(2-乙基 2′-乙氧基-5′-叔丁基苯基)草酰胺
HALS-Ⅰ:癸二酸 2,2,6,6-甲基 4-哌啶基双酯
HALS-Ⅱ:N-β-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶基琥珀酸酯聚合物
HALS-Ⅲ:{6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)亚氨基]1,3,5-三吖嗪}[2-(2,2,6,6-四甲基
哌啶基)亚氨基六亚甲基 4-(2,2,6,6-四甲基哌啶基)亚胺]的聚合物
1.高密度聚乙烯
高密度聚乙烯主要用于吹塑模塑、注射模塑和挤出制品。不加颜料和白色颜料高密
度聚乙烯薄带的老化试验已在弗罗里达州做过户外曝露试验。从加速老化试验的结果可
以看到,受阻胺对于未加颜料的高密度聚乙烯薄带的稳定性能比紫外线吸收剂 (UVA-
Ⅲ)要强得多,尽管 UVA-Ⅲ的用量比受阻胺的大很多。在受阻胺之间尤以高分子的受
阻胺 (HALS-Ⅲ)作用效果最突出。白色试样也同样可以看到这一特点,而且稳定的水
平还要高些。
在弗罗里达州所进行的户外直接暴露试验,其结果证实了加速老化试验的数据
(不过其性能提高的幅度略小一些而已)。从而再次表明,高分子受阻胺 HALS-Ⅲ的性
能明显地优于其他光稳定剂。HALS-Ⅲ的用量为 0.05%时,其性能可达到用量为 0.05%
HALS-Ⅰ和用量为 0.10%的 HALS-Ⅱ的同样稳定效果。
紫外线吸收剂所吸收的光辐射量与其用量、消光系数和试样厚度之间的关系符合比
耳-朗伯定律。只要试样的厚度超过 50μm,那么紫外线吸收剂就能充分发挥其所期待的
良好作用。
2.低密度聚乙烯
低密度聚乙烯 (LDPE)主要是用于生产薄膜制品,与高密度聚乙烯相比,作为模
塑制品的应用则要少得多。低密度聚乙烯薄膜在建筑结构材料 (如覆盖物、顶棚),尤
其在农业方面 (如地膜、暖房)的应用获得了明显的发展。目前,市场上出售的光稳
定剂很多,但可适用于低密度聚乙烯的却仅有少数几种。其主要原因在于大部分光稳定
剂在为达到保护目的而必须采用的用量的情况下,与高聚物的相溶性均较差,也就是说
这些光稳定剂可或多或少很快地出现喷霜现象。
二苯甲酮和苯并三唑类紫外线吸收剂,初始是用于保护低密度聚乙烯制品的。随着
镍猝灭剂的开发成功,低密度聚乙烯的光稳定性得到了显著的改善。为了降低成本,可
采用与紫外线吸收剂并用这一主要办法,并且通过提高光稳定剂用量的办法可以延长这
类薄膜的使用寿命。对于暖房用的薄膜 (如法国巴黎 Centred’Etude塑料公司生产的
三星级薄膜),镍猝灭剂用量高达 2%时,在户外自然老化环境下,制品寿命可长达 3
年。
随着受阻胺应用的开发,低密度聚乙烯的紫外光稳定性有可能进一步提高到所期待
的水平。这种情况是与聚丙烯和高密度聚乙烯相类似的。但是,由于低密度聚乙烯与受
阻胺的相溶性不好,因此影响了受阻胺性能的发挥,特别是户外老化的情况更为突出。

然而,如果采用高分子受阻胺则可克服这一难点。

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