塑料改性与加工技术.ppt

塑料改性加工技术,苑会林北京化工大学材料科学与工程学院,制品的安全保证,材料制品设计模具及其生产工艺后处理及装配与修饰,1.材料的改性,脆性的塑料：PVCPSPPPAPOM,PBTPETPPO,塑料脆性的测定与评价,冲击性能测试方法简支梁测试（Sharp）无缺口（常温、低温）有缺口（常温、低温）悬臂梁测试（Izod）无缺口（常温、低温）有缺口（常温、低温）,简支梁测试（Sharp）,GB 104379,悬臂梁测试（Izod）,GB 184380,不同塑料的抗冲击强度,冲击强度的测试方法,DIN 53453（简支梁）DIN 53753（双V形缺口试样）GB 104379（简支梁）GB 184380（悬臂梁）ISO 1791982（简支梁）ISO 1801982（悬臂梁）ASTM D 256（悬臂梁）（简支梁）,2.抗冲击改性的理论,抗冲改性剂的定义：能把脆性塑料转变为韧性塑料的高分子添加剂抗冲改性的方法：共混改性共聚改性,抗冲击吸收的能量（kJ/m2）,弹性能断裂应力（聚合物的弹性模量）形变能分子链滑移吸收的能量,主要技术参数及精度:最大冲击能量：4J(简)5.5J(悬)采样速率：10us 分辨率：1/4096 量程选择：1、2、4、8 负荷测量精度：1%,长春市智能仪器设备有限公司,冲击脆裂机理,制品受振动和冲击应力传入的机械能被连续的基体硬相所吸收，如果要防止脆裂，能量必须传到封闭的高弹性中。,Fracture of polymers,Ductile and brittle fractures,Thermosetting polymers,Crazing,Fibrillar bridges,Mircovoids,Crack,聚合物的拉伸应力应变曲线,1 刚性材料2 弹性材料3 增韧改性后的聚合物材料,长春市智能仪器设备有限公司,抗冲击能量释放的两种机理,微裂纹形成（微纤化形变区）能量释放是由分子伸展运动形成小空隙而引起的，其结果会造成体积膨胀。,抗冲击能量释放的两种机理,剪切形变（剪切屈服）基体中高分子链发生滑移而产生的能量释放，不造成显著体积变化,PVC的抗冲改性,网络型PE-C和EVA在改性PVC时，在加工过程中形成了蜂窝状的网络。,弹性核壳结构MBS和PAE(ACR)在改性PVC时，在加工过程中形成了单个球形高弹粒子。,网络型抗冲改性剂对剪切的依赖性,在加工过程中，剪切力必须正好满足以形成网络状结构，过多的剪切往往会破坏网络，由此会导致冲击强度的降低。当温度超过185190度时也会产生同样效应,相同条件下EVA网状结构的破坏，EVA于是以球状粒子形式存在。（发生相反转）,氯化聚乙烯抗冲改性剂（CPE）,装饰线型材中CPE135A含量对冲击强度的影响CaCO3含量50份,氯化聚乙烯抗冲改性剂的优缺点,优点：价格低廉加工容易,缺点：刚性下降弯曲强度下降降低耐热性降低表面硬度光泽性下降,聚丙烯酸酯抗冲改性剂（ACR）,聚丙烯酸丁酯（Tg56度）聚丙烯酸2乙基己酯（Tg70度）,悬浮聚合接枝PVC接枝共聚丙烯酸衍生物，如丙烯酸丁酯（BA）与甲基丙烯酸甲酯（ACR）,“核-壳”结构ACR抗冲改性剂简介,“核壳”结构ACR抗冲改性剂结构图,橡胶核（PBA）,较高Tg壳（PMMA）,常见的ACR抗冲改性剂,1 国外开发的主要产品 美国Rohm Haas公司 的KM系列 韩国LG公司的IM系列 日本吴羽公司的FM系列2 国内开发的主要产品 山西省化工研究院的ACR-JG-501 北京化工研究院的BKM-323B,聚丙烯酸酯类改性剂的应用,UPVC窗型材聚丙烯酸丁酯(ACR)含量对冲击强度的影响,聚丙烯酸酯类改性剂的优点,无故障加工光亮且持久能获得很高的缺口抗冲击强度很好的外观良好的耐老化性能,ABS,三元贡献图,ABS的增强特点,光洁度高刚性和韧性同时提高ABS改性时可提高材料的耐热性,不同材料的应力-应变曲线a SAN b ABS c 聚丁二烯,MBS Methyl methacrylate,三元贡献图,Butadiene,Styrene,MBS改性PVC,冲击强度与温度的关系,硬PVC的增韧改性,CPE PVC型材ACR PVC型材ABS PVC注塑料MBS PVC-M,聚丙烯的抗冲改性剂,顺丁胶SBS(Styrene-Butadiene-Styrene)EPDM(Ethylene-Propylene-Diene Mischpolymere)EPR(Ethylene-Propylene Rubber)POE弹性体(Polyolefin Elastomer)SEI弹性体(Styrene Ethylene Interpolymer)Vistax,PP共混物随着EPDM的变化,PP抗冲击改性,抗冲改性的PP与EPDM含量的关系的,改性PP在汽车上的应用,汽车保险杠前后挡板仪表板车轮挡板门板衬里,聚苯乙烯及其共聚物的抗冲改性,丁二烯接枝聚苯乙烯用SBS改性PS用EPDM改性PS可用于户外,聚酰胺的抗冲改性,需要接枝改性的弹性体g-EPDMg-EPRg-POE接枝马来酸酐、丙烯酸（酯）,改性与非改性的聚酰胺物理性能比较,接枝EPDM、EPR和POE弹性体改性PA66,三元共聚物性能表及应用LOTADERGMA,LOTADERGMA 是乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物，具有很好的反应活性、结晶性和流动性。且与多种塑料具有良好的相容性，在加工过程中具有优异的热稳定性，主要用于工程塑料改性：-AX8840 E/GMA 特别适合作为聚酯与聚烯烃合金的相容剂或回收聚酯及其共混物的相容剂-AX8900、AX8920与AX8930非常适合于PET（纯料、玻纤增强、阻燃）、PBT、PC、PC/PBT等聚酯混合物的抗冲击改性,苯乙烯类热塑性弹性体（俗称TPE/TPR）,PR是以苯乙烯类热塑性弹性体为基材共混而成的热塑性弹性体，具有柔软的触感与可调整的特性及硬度，且安全环保、无污染、可回收，是传统的热固性橡胶与PVC的优良替换品。,特性 无毒且具有相应的无毒证明 良好的耐侯性、耐化学性 优异的柔软性和回弹性 低比重、易配色 良好的抗屈挠强度 高透明性 与PP、PE、ABS、PS、PC、PA等材料优异的粘合性,陶氏聚烯烃弹性体Engage,陶氏聚烯烃弹性体Engage的应用,1.改善pp的冲击强度:通常选用8150、8180等牌号,用于汽车保险杠、内外饰件等以及电子电器的pp改性材料；2.改善pp共混物刚性:尽管在聚烯烃材料中添加弹性体，会提高共混物的韧性，但刚性都会有不同程度的降低，相对EPDM而言,Engage的降幅相对较小；3.保持pp透光率：透明pp材料，为了获得良好的韧性，同时不降低透光率，可以选择Engage8003、8480、8450等；4.可以通过交联提高其耐热性；5.可以作为热收缩材料LDPE改性剂：Engage可以取代EVA改性剂，更有效地改善LDPE辐照交联后的耐环境应力开裂性和热稳定性。,乙烯丙烯酸共聚物EAA,乙烯丙烯酸共聚物（Ethylene Acrylic Acid 简称EAA）是一种具有热塑性和极高粘接性的聚合物，由于羧基团的存在以及氢键的作用，聚合物的结晶化被抑制，主链的线性被破坏，因此提高了EAA的透明性和韧性，降低了熔点和软化点。当MI相同时，随着AA含量的增加，EAA的透明性、韧性、粘接性、耐环境应力开裂性会增加；相反，其刚性、湿蒸汽透射率、抗蠕变性、耐化学性会更好。当AA含量相同时，随着MI的增加，EAA的粘接性、加工性会更好；相反，其韧性、耐环境应力开裂性会增加。,乙烯丙烯酸共聚物EAA特性,1、优异的粘接性，与EAA能粘接的材料有：铝和锡等金属及其氧化物、玻璃、纤维素、木材、皮革、玻璃纸、蛋白质、尼龙、聚氨酯、聚乙烯、三元乙丙胶等；2、韧性和屈挠性；3、易加工性。三、应用领域：EAA广泛应用于包装、粉末涂层、粘合剂、热熔胶、密封材料、水性溶剂等方面，下面简要介绍：1、包装：挤出涂覆生产饮料纸盒、牙膏管、电缆屏蔽层等，同时EAA还有抗撕裂、抗穿刺、防腐等保护作用；2、粉末涂层：EAA粉末可以喷涂于管材、钢材、无纺布等材料表面，作为防腐材料；3、热熔胶：高性能高MI的EAA可以生产热熔胶，用于难粘接材料；4、水性溶剂：高AA含量高MI的EAA在适当的反应条件下能溶解于热的碱性溶液，可以配制水性粘合剂，用于服装衣料等；5、降解环保材料：EAA与淀粉基材料共混可以生产降解塑料。,材料的性能,聚乙烯系列聚丙烯系列氯化聚氯乙烯尼龙系列PPO系列,聚乙烯材料一代产品（均聚产品）,是50年代70年代用齐格勒纳塔催化剂生产的均聚产品。这类树脂在20的脆性破坏发生点约在10万小时，而在80的脆性破坏发生点通常在几百小时到几千小时之间按照ISO的等级分类定为PE 63级材料。,聚乙烯材料二代产品 共聚产品（MDPE和HDPE）,目前大量使用的由丁烯1或己烯1与乙烯共聚得到的乙烯共聚物，按照ISO的等级分类定为PE 80级材料。通过共聚合，极大地提高了聚乙烯管材级树脂的耐环境应力开裂（ESCR）性能。在一定程度上损失了材料的耐压强度，即韧性提高、强度下降。,聚乙烯管材料三代产品 均聚产品（PE 100）,PE 100树脂未采用共聚聚合的方法来提高ESCR性能，而是通过提高聚乙烯的聚合度和共聚合来获得优秀的ESCR性能和更高的耐压强度，即韧性提高、强度也提高。聚合度的提高带来的问题是加工性能差，但是通过双峰聚合聚入了一定比例的低分子改善了加工性能。PE 100聚乙烯管材料的出现，可以满足更高压力管材的要求并能制造口径较大的管材。,PE80和PE100的比较,未来的聚乙烯管材等级,未来的聚乙烯将会向着PE 112和PE 140的目标接近。通过交联可以获得PE 125的管材级材料经过双轴取向可以获得PE 250的管材,表4.国产PE管材料,表4.国产的PE管材料（续）,表5.国外的几种特殊的PE管材料,聚丙烯材料的类型与发展,丙烯聚合物分为三种类型：PP-H(均聚聚丙烯)PPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPP-B(嵌段共聚聚丙烯）PPPPPPPPPEEEEEEPPPPPPPPPPPP-R（无规共聚聚丙烯）PPPPEPPPEPPPPPPPPPEPPPPEPPP,PP-R的特点,有较大的分子量，Mw约为60-100万，MFR2值为0.1-0.4g/10min.其分子量分布窄（MWD）大约为5，相应的流动比FRR(=MFR10/MFR2)大约为13-17共混和挤出成型加工困难,PPH、PPB、PPR刚性比较,关于聚丙烯管道的德国标准有,DIN 8077聚丙烯管尺寸标准DIN 8078聚丙烯管质量要求和测试ISO/DIS 15874-2.2 聚丙烯管质量要求和测试欧洲标准prEN12204 冷热水设施用塑料管道系统聚丙烯（PP）第二部分：管材,氯化聚氯乙烯（PVC-C）管材料,含氯量为6168%耐热性，热变形温度提高2040耐化学性拉伸强度和弯曲强度提高,氯化聚氯乙烯（PVC-C）管材料,聚合度为565740含氯量64.667.8%表观密度 0.550.61g/cm3密度为1.541.59g/cm3洛氏硬度R117125热变形温度94113拉伸强度58.873.5MPa弯曲强度78.4117.4MPa。,氯化聚氯乙烯的用途,制造耐热、耐化学药品的容器和设备，电解槽，电镀槽，污水处理净化槽，高温气体洗涤塔，热水、温泉引水管制造食品包装膜、管件、电器开关和保险盖等。,关于氯化聚氯乙烯管道的德国标准,DIN 8079氯化聚氯乙烯管尺寸标准DIN 8080氯化聚氯乙烯管质量要求和测试ISO/DIS 15876-2.2氯化聚氯乙烯管质量要求和测试,交联聚乙烯管（PE-X）材料,过氧化物交联法电子辐射法硅烷交联法,硅烷交联聚乙烯料的制造方法,共聚法，在乙烯聚合时将乙烯与可交联硅烷单体共聚，合成出接枝料。两步法，将聚乙烯与引发剂硅烷等助剂在挤出机中通过熔融混合，反应接枝生成可交联聚乙烯。一步法，将聚乙烯与引发剂、抗氧剂和硅烷按比例计量加入挤出机中，接枝和管材成型同时进行。,关于交联聚乙烯（PE-X）管道的德国标准,DIN16892 交联聚乙烯管的质量要求和测试DIN 16893 交联聚乙烯管的尺寸标准prEN 12318 用于冷热水设施的塑料管道系统交联聚乙烯（PE-X）,PA66的性能,GF-PA66在三种湿度下的拉伸应力应变曲线（23）,PA66在两种温度和湿度下的 应力应变曲线,PA66在拉伸和压缩下的应力应变曲线，23,不同湿度下PA66的拉伸强度随温度的变化（拉伸速率5mm/min）,不同湿度下PA66的拉伸强度随玻纤含量的变化（23）,不同湿度下PA66的屈服强度随温度的变化,不同湿度下PA66的弯曲模量随温度的变化,不同湿度下PA66的弯曲模量随玻纤含量的变化,120干燥条件下，两种应力下，PA66应变随时间的变化,23，50%湿度，PA66等时应力应变曲线,60，50%湿度，PA66等时应力应变曲线,23，6.9MPa，循环加载,23，13.8MPa，循环加载,短时间下，PA66绝缘强度随厚度的变化,PA66的绝缘强度与温度的关系,不同牌号PA66体积电阻系数与温度的关系（干燥环境）,两种牌号PA66体积电阻系数与湿度含量的关系,环境的影响-在不同温度下PA66的拉伸强度与暴晒时间的关系,二、PA的加工性能,应力应变的三种类型,PA66拉伸应力应变（23）,50%湿度，四种温度下PA66应力应变曲线,不同湿度下屈服强度与温度的关系,23，Minlon拉伸强度与相对湿度的关系,93，Minlon拉伸强度与相对湿度的关系,PA66三种温度下的应力应变曲线,不同湿度下，PA66拉伸强度与温度的关系,不同湿度下，拉伸强度与玻纤含量的关系,三种牌号PA66剪切强度与温度的关 系,三种牌号PA66剪切强度与相对湿度的关系,三、工程塑料的应用,四、结构设计,结构设计,错误 正确,错误 正确,错误 正确,错误 正确,错误 正确,错误 正确,错误 正确,错误 正确,错误 正确,错误 正确,错误 正确,错误 正确,错误 正确,错误 正确,错误 正确,错误 正确,错误 正确,错误 正确,错误 正确,错误 正确,错误 正确,塑料制品的稳定化,热稳定光稳定,抗氧剂在防止聚合物降解中的作用,聚合物降解的原因机械作用(磨损,应力）环境因素(紫外线,臭氧氧化,溶剂腐蚀),聚合物降解的表现方式,物理性能的下降失去部分透明性变色聚合物溶液粘度的变化脆化,防止聚合物降解的助剂,聚合物加工过程中的降解影响因素,高温剪切氧化,聚合物的热氧化降解,聚酯类的酯键水解 PET,PBT聚酰胺的水解 尼龙6,尼龙66,尼龙610,尼龙11聚烯烃热氧化链断裂聚乙烯聚丙烯EPDM天然橡胶,聚烯烃的自由基降解机理,引发增长转移终止,链断裂反应,聚合物链可与氧反应,因链断裂而进一步降解.氧化链断裂产生末端酮基和一个烷基,聚合物断链,分子量下降.,聚丙烯的降解测定,聚丙烯的链断裂是其分解的主要形式。通过MI的测量，可观测到分子量的减少。未加稳定剂的聚丙烯在挤出机中经过几次挤出后MI急剧增加。,交联,聚合物交联使其物理性能下降可使聚合物分子发生偶联的残基有过氧化物烃醚键可使聚合物分子发生偶联的外因有温度其他添加剂（促进剂）,聚乙烯的交联机理,聚乙烯的交联,HDPE在多次挤出后的MI值的变化曲线,抗氧化剂的作用原理,截断能源破坏羰基捕获过氧基和过氧化氢捕获催化剂中的杂质,抗氧剂的分类Classification of Antioxides,主抗氧剂Primary-自由基捕捉剂radical Scavengers受阻酚类Hindered Phenols 芳香胺类Aromatic Amines辅助抗氧剂Secondary 过氧化物分解剂peroxide decomposers亚磷酸酯Organophosphites硫醚类Thio compounds(Beta-Thioesters),酚类主抗氧剂Hindered Phenols,自由基的捕捉剂radical Scavengers，通过：自由基的偶合作用（即终止反应）couple给出氢原子来阻止自由基的破坏作用H donor特点：对塑料颜色影响小可用于接触食品的场合品种多价格低,酚类主抗氧剂的作用机理,含有位阻酚有一个独特的分子臂,酚类主抗氧剂的作用机理,提供氢原子给烷氧自由基、碳自由基和过氧化物自由基酚类自由基处于稳定共振态，反应活性小。生成已失活的化合物，醇或烃类。,酚类主抗氧剂的作用机理,酚类自由基的链终止,酚类主抗氧剂的着色问题,酚化合物的苄基碳原子上有着第二个氢原子，它可以被夺去而生成自由基，在可进行二聚，所形成的高共轭醌有颜色，黄色色调。可采取加入其他添加剂，如亚磷酸酯来降低颜色的影响。,醌二聚体的形成,HDPE的稳定化,再加入助抗氧剂和金属钝化剂可使性能进一步提高。,HDPE加入0.3的酚类抗氧剂的MI变化,胺类抗氧剂,特点：性能优于酚类抗氧剂可使聚合物发色用途：用于碳黑填充和有许多颜色的聚烯烃体系,胺类抗氧剂的类型,胺类抗氧剂的作用机理,胺类抗氧剂的作用机理,胺酚协同作用,胺类抗氧剂和酚类抗氧剂共同使用时有协同作用。通过对聚丙烯五次挤出熔融指数的测量可以获得协同作用的证实。三组份（增加亚磷酸酯）系统可获得更好的效果。,胺酚协同作用,亚磷酸酯,功能：分解聚合物氧化过程中产生的过氧化物，阻止引发新的会诱发分解过程的自由基。特点：含有有机酚基烷基取代基结构不同,亚磷酸酯的作用,在与其他抗氧剂协同使用时，亚磷酸酯可减少塑料的发色。,亚磷酸酯的作用,硫醚类抗氧剂的反应机理,硫醚类抗氧剂的特点,可保持聚合物长时期的稳定,金属钝化剂,在加工过程中，聚合过程和使用过程中带入的过渡元素的金属离子，在聚合物中起着助氧化的作用，促使过氧化物形成自由基。这些自由基有引起断链降解。,金属钝化剂的作用机理,金属钝化剂“束缚”或络合金属离子，减少金属离子对自由基形成的作用。,络合金属离子示意图,两种工业上使用的金属钝化剂,金属钝化剂的应用,电线、电缆塑料管件由于缺乏FDA认证，禁止用于接触食品的塑料制品。,光降解和光稳定剂,太阳辐射到地球外空气层的光是一种连续光谱，具有波长从0.7-3000nm之间的所有光。这些光在到达地面之前，许多波长的光被 水蒸气和二氧化碳、臭氧层所吸收，最后只剩下红外辐射的短波部分和紫外线的300-400nm部分。而这一部分紫外部分，是引起聚合物降解的原因,聚乙烯的光降解机理,紫外光照射之所以能够使聚合物降解，是因为这些聚合物中含有发色团(吸收紫外光后能够被激发而生成化学性质活泼的物质如，自由基)。对于聚乙烯，其本身不含有发色团，所以不吸收波长大于250nm以上的光。但是，由于在聚合、加工和储存过程中引入的微量杂质(如催化剂残留物)、氢过氧化物、羰基和双键。这些因素可以吸收到达地面的波长大于290nm的紫外光，并可参与多种光化学反应。,光量子理论,一摩尔波长为的光量子所具有的能量为：E2.8589104/（nm）(千卡摩尔)由上式可知,波长越短,能量越大350nm波长的光子能量约为81.4 kCal/mole300nm波长的光子能量约为95kCal/mole,各种塑料的敏感波长,光老化机理,引发反应,光老化机理,增长反应转移,光老化机理,终止反应,聚乙烯的光降解机理,除此之外，由于聚乙烯是结晶型高聚物，其分子结构中的微晶对紫外光有散射作用，因此在聚乙烯中，紫外光的光程要远远大于其他无定型高聚物，所以即使聚乙烯分子中有较少量的发色团，也会很快引进光老化。,光稳定剂的定义,填加于聚合物中，能够抑制和减弱光降解作用，提高材料耐光性的物质称为光稳定剂习惯上称为紫外线吸收剂用UV表示,1.最明显的途径，是避免紫外光吸收或至少减少发色团的光吸收量2.通过钝化发色团的激发态以降低其诱发速率,保护塑料免受紫外线破坏的途经,保护塑料免受紫外线破坏的途经,3.在链支化阶段，当氢过氧化物还未遭受光解产生自由基之前，将其转化成稳定的化合物。这也就是降低诱发速率，在一定情况下这是紫外光稳定化处理最重要的一个措施4.当自由基一旦形成,不论是烷基自由基还是过氧化自由基，应尽快将其捕获清除掉。,光稳定剂的命名和分类,按机理：紫外线吸收剂激发态猝灭剂氢过氧化物分解剂自由基捕获剂应该注意的是，某些化合物或某类化合物往往不止起一种作用，因此简单地把一种物质归为某一类有些时候也许不太合适。,紫外线吸收剂的防护机理,紫外线吸收剂的防护机理是基于吸收有害的紫外辐射，并将能量消散为热而不致于引起光敏化作用，它本身不会吸收紫外线而发生化学变化，从而使材料避免与紫外线直接作用，起到了保护材料的作用。,紫外线吸收剂（按其结构分）,邻羟基二苯甲酮类 水杨酸酯类 邻羟基苯并三唑类三嗪类有机镍络合物 受阻胺类光稳定剂(HALS)取代丙烯晴类，草酰胺类，其他,光稳定剂的作用机理,光屏蔽剂紫外线吸收剂淬灭剂自由基捕捉剂,光屏蔽剂,无机填料碳黑、二氧化钛、氧化锌优点：有效的防护措施、价格低缺点：颜色，不透明,紫外线吸收剂,二苯甲酮类水杨酸酯类苯并三唑类,二苯甲酮类,UV-531,二苯甲酮类,UV-356,二苯甲酮类机理,邻羟基二苯甲酮类,如果一个化合物的结构中含有羰基，并且邻位上含有一个羟基，羰基与羟基之间形成氢键螯合环，这类化合物具有强烈吸收紫外线的特征。化合物当受光照吸收能量后就会发生螯合环开环，当它将所吸收的能量以其它无害能量转移时，如转化为热能，螯合环又闭环。所以如果形成的氢键越稳定，则开环所需的能量越多，传递给高聚物的能量就越少，光稳定效果越佳。,邻羟基二苯甲酮类,二苯甲酮类紫外线吸收剂有宽广的吸收范围，几乎对290-400nm之间的紫外线都有强烈的吸收作用，且对热和光稳定，毒性低。其中双羟基品种应用较少，因其吸收部分可见光，会使制品带黄色，且与高聚物的相容性较差。而单羟基品种与高聚物相容性较好。,邻羟基二苯甲酮类品种,这类品种有UV-9UV-324UV-24 2,2-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮DOBP 2-羟基-4-十二烷基二苯甲酮UV-531 2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮一般用量为0.2-1.5份,水杨酸酯类,水杨酸酯类,常被作先驱型紫外线吸收剂，这类化合物含有酚基芳酯的结构，它本身并不能吸收紫外光，但经光照后其分子内部发生重排，生成二苯甲酮结构，从而强烈地吸收紫外光。,水杨酸酯类,这类化合物在开始接触紫外光时吸收率比较低，而当吸收了紫外光后就会逐渐强烈地吸收紫外线，它们对光波的吸收范围窄，约在320-350nm之间。有的品种在日光下长期曝晒还会吸收可见光而使制品带色。它们对高聚物的相容性好，无味低毒。在聚乙烯中的用量在0.25-10份之间。,水杨酸酯类品种,这类紫外光吸收剂常见的品种有TBS 水杨酸对叔丁基苯酯 p-ter-butylphenyl salicylateOPS 水杨酸对辛基苯酯 p-octylphenyl salicylateBAD 4,4-亚异丙基双(苯酚水杨酸酯)4,4-isopropylidene-bis(phenol salicylate),邻羟基苯并三唑类,UV-326,苯并三唑类机理,紫外光猝灭剂,有机镍络合物,紫外光猝灭剂机理,猝灭剂接受激发聚合物分子的能量后，本身成为非反应性的激发态，然后再将能量以无害的形式消散。A(聚合物)）Q（淬灭剂）A+Q*淬灭剂与受激发的聚合物分子形成一种激发态络合物，再通过光物理过程消散能量。A(聚合物)）Q（淬灭剂）A.Q光物理过程(如发射磷光，能量的内部转换等）,紫外光猝灭剂,这类化合物的稳定作用不在于吸收紫外线，而是通过分子间的作用削除所吸收的能量，即能够在瞬间把受到紫外光照射后处于激发态的激发态分子的激发能量转移，使分子再回到稳定的状态，因而避免了高聚物的光氧老化。,紫外光猝灭剂,这种猝灭作用可有两种方式进行：(a)激发态分子将能量转移给一个非反应性的猝灭剂分子，该分子形成激发态分子，猝灭剂的激发态分子通过其他方式(发射荧光等)将能量消散。(b)吸收了紫外线的激发态分子与猝灭剂结合形成激发态的复合物，该复合物再经过其它光物理过程如发射荧光，内部转变等，将能量消散。,目前应用最广泛的猝灭剂,目前应用最广泛的猝灭剂是二价镍的络合物或盐，如硫代烷基酚镍络合物、二硫代氨基甲酸镍盐，磷酸单酯镍络合物、硫代酚氧基肟的镍络合物等。这些镍络合物多数带有绿色或浅绿色。这类光稳定剂特别适合用于纤维制品和薄膜制品，很少用于厚制品。,自由基捕捉剂,受阻胺类光稳定剂(HALS),受阻胺类光稳定剂(HALS),受阻胺类光稳定剂是近几年来新发展起来的光稳定剂。受阻胺类都有特征性的四甲基哌啶结构它的作用原理是通过对聚合物中的过氧化氢分解和自由基清除来达到稳定作用。,光稳定剂的选择,在选择光稳定剂时，除了其对聚合物的保护性能外，还必须考虑其他一些因素，例如，物理状态、颗粒尺寸及分布、热稳定性、与其他添加剂之间可能的相互作用、毒性、挥发性以及与聚合物的相容性等。,光稳定剂的选择（相容性）,光稳定剂的使用浓度要高于抗氧剂，可达1%或更多，因此稳定剂与聚合物的相容性问题比抗氧剂更为重要。如果处理不好，光稳定剂虽然在加工温度下溶解在聚合物中，而冷却后其溶解度降低甚至过饱和，这就可能导致起霜。尤其是极性很强的光稳定剂用于聚乙烯中时，光稳定剂的溶解性和相容性就成为特别需要注意的问题。,光稳定剂的选择（对抗性）,除了考虑光稳定剂本身的性质以外，在应用中还要考虑光稳定剂与其他添加剂之间的相互作用，如与颜料的作用。光稳定剂与颜料的作用比较复杂，不同类型的颜料作用的方式不尽相同。有些颜料可以直到光敏剂的作用，从而导致含有光稳定剂的塑料制品光稳定性急剧下降。,颜色对光的稳定剂,有一些颜料会强烈地影响制品的温度。当制品从白色变成灰色或黑色时，在曝晒时的表面温度明显呈现升高的趋势。氧化反应随温度的升高而加快，因此可以预料在深色样品中发生加速氧化反应.。但是，炭黑具有光屏蔽作用，所以实际的老化程度是热氧化与光氧化的综合效果。,光稳定剂的选择（相互作用）,除了考虑光稳定剂本身的性质以外，在应用中还要考虑光稳定剂与其他添加剂之间的相互作用，如与颜料的作用。光稳定剂与颜料的作用比较复杂，不同类型的颜料作用的方式不尽相同。有些颜料可以直到光敏剂的作用，从而导致含有光稳定剂的塑料制品光稳定性急剧下降，除了颜料之外，光稳定剂的作用还与填料、阻燃剂及抗氧剂有作用，在选择时要加以注意。,光稳定剂在聚乙烯中的应用,光稳定剂在不同种聚乙烯中的应用是不同的。高密度聚乙烯主要用在吹塑、注塑和撤出制品里。经研究表明，在高密度聚乙烯中，抗氧剂受阻胺(HALS1，HALS3，HALS2)的效果要比UVA-2，UVA-3等的紫外线吸收入剂好的多。,光稳定剂在聚乙烯中的应用,低密度聚乙烯主要用于生产薄膜制品，其在模塑方面的应用要少得多。在市售的光稳定剂中，只有少数几种适用于LDPE。主要原因在于，大多数光稳定剂与LDPE的相容性较差，即很容易出现喷霜现象。最初，人们是用二苯甲酮和苯并三唑类光稳定剂来保护LDPE树脂的，随着镍猝灭剂的开发应用，与紫外光吸收剂共用可得到较好的效果和成本。随着近年来受阻胺的开发成功，又使LDPE的紫外光稳定化前进了一步。,光稳定剂在聚乙烯中的应用,研究表明，受阻胺HALS-2，HALS-E在LDPE薄膜中的效果较好，而且相容性也不错。对于LDPE厚截面制品可以选用受阻胺或受阻胺与紫外线吸收剂使用体系。受阻胺在LDPE薄膜中使用时要注意，含硫或氯的农业化学品对受阻胺类光稳定剂有很大的毒害作用，它们可以明显降低以致于完全破坏HALS的稳定作用。,保留率,光稳定性测定,紫外老化仪氙灯老化箱户外暴晒,谢谢！,