聚烯烴原料存放后泛黃泛紅？竟是因這種抗氧劑

抗氧劑是一類能有效降低塑料材料自氧化反應(yīng)速度、延緩塑料材料老化降解的塑料助劑。在聚烯烴樹脂的實際生產(chǎn)中，石化公司會將聚烯烴樹脂（PE/PP）粉料與少量抗氧劑復(fù)配，提供樹脂原料基本的熱加工穩(wěn)定性和一定的貯存周期。在下游塑料制品生產(chǎn)時，制品廠家通常會額外添加抗氧劑來保證熱成型及長期使用的抗氧化性能。

聚烯烴原料存放后泛黃泛紅？竟是因這種抗氧劑

目前市場上PE/PP粒料中常用的抗氧劑種類如下：

但常見于白色聚烯烴制品，在生產(chǎn)存放后，有時會出現(xiàn)制品泛黃或泛紅的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象的總結(jié)為以下情形：

1）變色集中在和空氣接觸面，多為吹膜端面、白色扁絲或纖維制品；

2）制品存放環(huán)境多為密閉避光環(huán)境，易發(fā)生在濕度較大的季節(jié)；

3）太陽光照射后，有明顯褪色現(xiàn)象；

4）偶發(fā)現(xiàn)象。

現(xiàn)象的成因

受阻酚抗氧劑具有一定的還原性，可提供氫原子捕捉樹脂分子中因氧化產(chǎn)生的自由基，且生成的烷氧自由基可再次捕捉自由基，進(jìn)而延長制品的使用壽命。

但受阻酚抗氧劑若過度氧化或被環(huán)境中的誘導(dǎo)因素催化氧化生成醌類物質(zhì)，形成結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的生色團(tuán)，進(jìn)而出現(xiàn)泛黃或泛紅的現(xiàn)象。具有催化受阻酚抗氧劑變色的因素有：空氣中NOx，潮濕陰暗的環(huán)境，配方體系中催化活性的填料（銳鈦型鈦白粉，氧化鋅）等。

聚烯烴白色制品變色往往是多個因素的綜合作用，

不能直接否定受阻酚抗氧劑的作用！

因此，當(dāng)制品出現(xiàn)變色時，需充分考慮可能的主要因素，并可通過以下方式來防止或降低出現(xiàn)酚黃、酚紅的風(fēng)險：

1）基于塑料制品的配方體系，加工和貯存條件，選擇不易變色的受阻酚抗氧劑，并嘗試增加配方中的亞磷酸酯類抗氧劑及吸酸劑來降低變色風(fēng)險；

2）盡量對塑料制品有效的覆蓋，改善倉庫中通風(fēng)條件，并減少燃油叉車使用。

抗氧劑對聚丙烯（PP）材料的4種影響

高分子聚合物中抗氧劑體系選擇的是否合適，需要進(jìn)行評價和驗證，既然是考察其應(yīng)用性能，那么就要考察其添加到聚合物后相關(guān)性能的變化。對于高分子聚丙烯材料，因其自身特性，主要從以下幾項性能進(jìn)行考察。

1.熔融指數(shù)或粘度

熔融指數(shù)是聚丙烯樹脂加工性能的一個重要指標(biāo)，通常用熔融指數(shù)法來評價抗氧劑防護(hù)的高分子材料的加工穩(wěn)定性。加工前后熔融指數(shù)的變化愈大，材料的加工穩(wěn)定性愈差。因此考察抗氧劑穩(wěn)定劑體系經(jīng)多次擠出后熔融指數(shù)的變化。其結(jié)果如表1所示。

表1 多次擠出后熔融指數(shù)的變化對比

2.黃色指數(shù)

聚丙烯在加工過程中，易產(chǎn)生熱老化現(xiàn)象，加入的主抗氧劑在抑制聚丙烯降解的同時形成醌類發(fā)色物，使制品顏色發(fā)黃。因此，添加抗氧劑穩(wěn)定體系的聚丙烯，經(jīng)多次擠出后用黃色指數(shù)的變化來評價抗氧劑對聚丙烯加工性的影響。試驗結(jié)果見表2：

表2 多次擠出后黃色指數(shù)的變化

從表2數(shù)據(jù)可以看出，體系B、體系D的黃色指數(shù)受擠出次數(shù)影響較?。惑w系A的黃度指數(shù)在經(jīng)過第五次擠出后變化較大。可見，體系C對PP的黃色指數(shù)影響最小。

3.氧化誘導(dǎo)期

氧化誘導(dǎo)期是指在一定條件下聚合物與氧發(fā)生鏈?zhǔn)阶詣友趸磻?yīng)時間，表明一定溫度下（200℃）聚丙烯與氧發(fā)生反應(yīng)的難易。氧化誘導(dǎo)期越大，表明體系在高溫下越有效地阻止自由基的形成。一旦聚丙烯中生成自由基，即迅速吸氧，發(fā)生鏈?zhǔn)阶詣友趸磻?yīng)。將四個抗氧劑穩(wěn)定體系與聚丙烯粉料經(jīng)第一次擠出后的粒料，在DSC上進(jìn)行氧化誘導(dǎo)期測試，其測試結(jié)果如表3所示。

表3 氧化誘導(dǎo)測試比較

由表3可以看出，一次擠出后，氧化誘導(dǎo)期大小順序為：體系C>體系B>體系D>體系A。氧化誘導(dǎo)期更長。說明使用此體系的PP材料熱穩(wěn)定性更優(yōu)。

4.長期耐熱氧老化

長期耐熱氧老化功能是塑料材料防老化或耐候的基礎(chǔ)功能，防紫外或防光老化功能則是建立在基礎(chǔ)功能之上的提高功能。戶外使用的改性塑料制品，在光穩(wěn)定體系中，組合適合的抗氧劑體系和適當(dāng)?shù)奶砑恿?，可以適度地提高制品的長期光穩(wěn)定作用或效果。