耐候聚丙烯老化行为的研究
助剂改性聚丙烯耐候性研究进展
１ ０・
广 州化 工
２１ ００年 ３ ８卷第 １期
助 剂 改 性 聚 丙 烯 耐 候 性 研 究进 展
王雅珍 ， 鲍红光 ， 李婷玉 ， 兰天宇 ， 张晓宇
（ 齐齐哈 尔大学化 学化 工学 院，黑龙 江 齐 齐哈 尔 １ １０ ） ６０６
摘 要 ： 近年来 ， 聚丙烯老化改性的研究引起了广泛的关注， 其中包括有机助剂改性和无机助剂改性。综述了聚丙烯老化改性 Fra Baidu bibliotek
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｎ ｒ ｃ ｎ ｅ ｒ ，ｔ ｅ ａ ｉ ｇ ｏ ｄｆｃ ｔｏ ｆｐ ｌ ｐ ｏ ｙｅ ｅ ｈ ｓａｔａ ｔ ｄ ｗｉｅ ａｔｎ ｉｎ，ｉ ｃｕ ｉ ｇ ｏ ｇ ｎ ｃ ｓ ｒ ｃ ：Ｉ ｅ ｅ ｔｙ ａ ｓ ｈ ｇｎ ｆｍｏ ｉ ａｉｎ ｏ ｏｙ ｒ ｐ ｌ ｎ ａ ｔｒ ｃｅ ｄ ｔｅ ｔｏ ｉ ｎ ｌ ｄ ｎ ｒ ａ ｉ
ＷＡＮ Ｇ ａ —ｚ ｅ Ｙ ｈ ｎ，ＢＡＯ ｎ —ｇｕ ｇ ，Ｌ 死ｎ 一 Ｈｏ ｇ ａｎ Ｉ ｇ ， Ａ Ｔａｎ —ｙ Ⅳ ｉ ｕ，ＺＨＡＮＧ ａ —ｙ Ｘｉ ｏ ｕ
（ ｏｌ ｅｏ ｈ ｍ ｓ ｙａ ｄＣ ｅ ｃ ｌ ｎ ． Ｑｑｈ ｒ ｎ ｅ ｉ ， ｅ ｏ ｇ ａｇＱｑｈ ｒ１ １０ ， ｈｎ ） Ｃ ｌ ｇ ｆ ｅ ｉ ｒ ｎ ｈｍｉ ｇ ， ｉｉａｅ ｉ ｒ ｔ Ｈ ｉ ｎｊ ｎ ｉ ａｅ ６ ０ ６ Ｃ ｉａ ｅ Ｃ ｔ ａＥ Ｕ ｖ ｓｙ ｌ ｉ ｉ
耐候聚丙烯老化性能研究
吸水性能
聚丙烯具有一定的吸湿性，吸收水分后材料性能发生变化。
物理性能变化
湿氧老化使聚丙烯材料变软、膨胀，力学性能下降，如抗拉强度 和模量降低等。
05
影响因素及改进措施研究
影响因素分析
光照
紫外线照射导致聚丙烯分子链断裂，降低其 力学性能。
试样制备
将聚丙烯树脂按照一定比例加入老化剂、催化剂等辅助试剂，经熔融、混炼、 挤出等工艺制备成标准试样。
老化处理
将制备好的试样分别置于热老化试验箱和紫外老化试验箱中进行老化处理，设 定不同的老化时间和温度，模拟自然环境下材料的老化过程。
03
耐候聚丙烯老化性能表征
外观变化观察
01
02
03
颜色变化
观察试样在老化过程中颜 色的变化情况，记录色差 值。
表面裂纹
观察试样表面是否出现裂 纹，记录裂纹的类型、长 度和数量。
光泽度变化
测试试样老化前后的光泽 度，记录变化值。
力学性能测试
抗拉强度
测试试样老化前后的抗拉 强度，记录变化值，并分 析老化对抗拉强度的影响 。
弯曲强度
测试试样老化前后的弯曲 强度，记录变化值，并分 析老化对弯曲强度的影响 。
冲击强度
为聚丙烯材料的开发和应用提供理论 依据和实践指导，推动聚丙烯材料在 户外环境中的广泛应用。
聚丙烯防老化的研究进展
第４９卷第１期２０２１年２月
塑料工业ＣＨＩＮＡＰＬＡＳＴＩＣＳ
ＩＮＤＵＳＴＲＹ
聚丙烯防老化的研究进展∗
何明宇１ꎬ董㊀晗１ꎬ靳小平２ꎬ买买提江 依米提１ꎬ∗∗
(１.新疆大学化工学院石油天然气精细化工教育部和自治区重点实验室ꎬ新疆乌鲁木齐８３００４６ꎻ
２.新疆大学化学学院ꎬ新疆乌鲁木齐８３００４６)
㊀㊀摘要:分析了聚丙烯老化的过程和机理ꎬ综述了近十几年来国内外关于聚丙烯老化的研究手段和方法ꎬ主要包括自然老化试验和人工老化试验ꎻ以及提高聚丙烯防老化能力的研究进展ꎬ主要包括改善晶体结构㊁分子改性或制备㊁添加助剂和添加填料等ꎬ最后对聚丙烯防老化的研究发展进行了展望ꎮ
关键词:聚丙烯ꎻ防老化ꎻ老化试验ꎻ抗氧剂ꎻ共混填料
中图分类号:ＴＱ３２５ １＋４㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１００５－５７７０(２０２１)０２－０００１－０６
ｄｏｉ:１０ ３９６９/ｊ ｉｓｓｎ １００５－５７７０ ２０２１ ０２ ００１开放科学(资源服务)标识码(ＯＳＩＤ):
ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＰｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅＡｎｔｉ￣ａｇｉｎｇ
ＨＥＭｉｎｇ￣ｙｕ１ꎬＤＯＮＧＨａｎ１ꎬＪＩＮＸｉａｏ￣ｐｉｎｇ２ꎬＹＩＭＩＴＭａｍａｔｊｉａｎ１
(１.ＫｅｙｌａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＯｉｌａｎｄＧａｓＦｉｎｅＣｈｅｍｉｃａｌｓꎬＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎａｎｄＸｉｎｊｉａｎｇＵｙｇｈｕｒＡｕｔｏｎｏｍｏｕｓＲｅｇｉｏｎꎬ
ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＸｉｎｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＵｒｕｍｑｉ８３００４６ꎬＣｈｉｎａꎻ
聚丙烯的耐候性的探究
聚丙烯的耐候性研究
胡行俊
（广州合成材料研究院５１０６６５）
摘蔓：未经稳定化的聚丙烯在自然环境中受光和热的影响．极易自动光氧化降解（老化），破坏而不能使用．人们常借助于添加稳定剂的措施来增进它的耐候性．
通过受阻胺类，受阻酚类以及键合氰氧改性型等对聚丙烯熔体状态的研究．较全面地分析了聚丙烯的耐候性行为及吉氯氯基团助荆对增进聚丙烯耐候性行为方面的作用．从研究结果可以看出键合型聚丙烯不仅可行．而且耐候性和耐溶剂抽提性能非常优越．
关键词：光氯降解耐候性键合改性聚丙烯
前言
通用聚丙烯在我国南方广州的气候条件下，受日光直接照射和环境温度高的影响，较好的品牌在户外的寿命最多也只有３年左右，有些甚至仅一年；可是经添加改性后的聚丙烯则耐候性水平却相差甚远，有的可达３年以上，或５年、８年或更长不等．
目前较通用的措施是添加光稳定荆和抗氧剂，形成一个协同效应体系来提高它的耐候性，这种方法较为简单可行．但其中的可变因素较多：而直接从熔体本身着手进行接枝改性却是另一种新方法的研究．
本文将从聚丙烯熔体状态，系统地论述舍氮氧基团助剂对增进聚丙烯耐候性行为方面的作用．
１、试验
１．Ｉ材料｛聚丙烯粉２４０２（北京燕山石化）
１．２试样：压制厚度为０．１５ｍｍ
１．３仪器：Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ６５１型扭矩流变议；ＡＴＬＡＳｃｉ６５／ＤＭＣ－４型氙灯加速老化试验议：ＰＥ．５７７型红外光谱仪
１．４方法：按ＧＢ，ｒ１６４２２．２一１９９９（氤弧灯）
２．结果与讨论
２．Ｉ添加改性聚丙烯熔体状态与光氧老化行为
在固定温度Ｔ为１８０＂Ｃ条件下，密炼固体物料，选取不同时间段的物料试验其熔体流动速率，并进行人工光加速老化试验。结果见表ｌ和图Ｉ．
聚丙烯非织造布光老化性能的评价方法
聚丙烯非织造布光老化性能的评价方法
王向钦漆东岳杨欣卉
聚丙烯非织造布按耐用性能分为耐久性非织造布（如服饰用、土木建筑用）和环保可降解性非织造布（如环保型购物袋、农用非织造布地膜等）[1,2]。聚丙烯非织造布在使用过程中发生的老化主要由太阳光中的紫外线辐射所引起，对聚丙烯非织造布光老化性能的宏观评价方法有自然老化试验法和人工模拟老化实验法，微观分析方法有特性粘度法、差示扫描量热法、红外光谱法等，本文将对聚丙烯非织造布光老化的反应机理及其宏观和微观评价方法进行讨论。
1聚丙烯光老化反应机理
自上世纪80年代开始，众多学者对聚丙烯的耐老化性能进行了广泛而深入的研究，发现聚丙烯的老化主要与大分子链上大量存在的叔碳原子有关[3,4]，由于叔碳原子具有较强的失电子能力，在有氧的情况下仅需很小的能量就可以使C—H键断裂，形成活泼的叔碳自由基，在受到与聚丙烯中化学键键能相对应的紫外光能量的作用后[5]，引起分子链各种反应发生，如链增长、链断裂等[4]，最后表现为聚丙烯材料的变色、强度下降、表面龟裂等老化现象。
太阳光中部分波长的紫外光能量与聚丙烯分子中某些化学键键能十分接近，所以聚丙烯中的相应化学键可以吸收紫外线能量，导致化学键的断裂，从而引发光老化[3,6]。部分太阳光紫外线能量与聚丙烯中典型化学键键能的对应关系见下表。
Gardette等对聚丙烯光老化的反应机理作了总结[4]，其反应机理为：活泼的叔碳原子在吸收了紫外光能量后，与空气中的O2发生氧化反应生成过氧化物，然后继续在紫外光能量的作用下进一步发生链增长、链断裂、链终止以及形成支链等反应，最后表现为宏观上的老化行为；不论聚丙烯光老化向什么方向进行，其最终产物中均有羰基的存在，所以很多研究人员采用羰基指数来表征聚丙烯光老化程度[2,7,8]。这些研究成果为如何评价与衡量聚丙烯非织造布的光老化性能提供了一种新的思路，即通过各种手段分析光老化过程中的微观变化评价其光老化性能，现代化的分析仪器可提供更加稳定可靠的数据，使评价结果更加准确可靠。
高分子材料耐候老化测试技术-SGS
FOR POLYMER MATERIALS
SGS-CSTC Shanghai Materials Laboratory He Yihu/ 何翼虎 September, 2008
2
老化的概念
老化(WEATHERING): 高分子材料在加工、贮存和使用过程中，由于
Wavelength (nm) 波长(纳米 波长越短, 所含能量就越高，越有可能破坏分子的化学键，紫外线的能量极高，只要其能量达到
或超过了高分子化学键的键能，就足以破坏高分子的化学键，导致高分子的分解。
9
老化的主要原因
外界或环境因素
阳光 热 水 氧气 臭氧
工业气体 海水 盐雾 霉菌 细菌
高能辐射
荧光灯光源: – UVB-313 – UVA-340 – UVA-351
29
荧光紫外老化箱结构
30
荧光紫外灯管分布及喷头
31
样品架
32
荧光紫外光谱与太阳光谱
1.5
太阳
1.0
UVA-340灯
0.5
Irradiance (W/m²/nm)
0.0
270
290
310
330
350
370
390
Wavelength (nm)
高分子材料耐候老化检测技术
Sunshine Carbon Arc
2.0
Enclosed Carbon Arc
1.5
1.0
0.5
0.0
270
320
370
420
470
520
570
620
670
720
770
Wavelength (nm)
28
Carbon Arc 碳弧
日光或开放式：在日本仍用于汽 车材料的老化测试
封闭式：在日本仍用于材料的褪 色及色牢度测试
Wavelength [nm] 波长[纳米]
45
氙灯和荧光紫外灯的光谱对比
46
Xenon Arc氙弧灯
辐照度可独立控制，光/暗循环 降雨、冷凝与湿度多种水分作用方式 样品温度、环境温度独立控制 良好的重复性与重现性 人工加速老化的主流
47
48
碳弧灯老化
ASTM G152非金属材料开放火焰式碳弧灯曝露试验操作
30± 5%RH 30± 5%RH
黑板温度 63± 2.5℃
63± 3℃
63± 3℃ -
63± 2.5℃ -
24± 2.5℃ 63± 2.5℃
6 3± 2.5 ℃
83± 3℃ 63± 2.5℃
-
适用范围 常用模拟户外
户内纺织品 户内纺织品
户外涂层
户外涂层
210990388_提高丙烯酸树脂的耐候性研究
科学研究创
提高丙烯酸树脂的耐候性研究
陈燕
（恩希爱（杭州）薄膜有限公司浙江杭州311231）
摘 要：丙烯酸树脂（POLY）是一种化工材料，是以丙烯酸酯类和乙烯类化合物的共聚形成的材料，有不饱和碳键的特点，环保优越性能较高，现已被广泛用于我国涂料工业。丙烯酸树脂耐候性试验是产品配方优化的关键手段，关系着产品质量是否达标，要根据产品实际情况选择合理的方法，不断提高改性技术的水平，促使丙烯酸树脂产品质量的不断优化。丙烯酸树脂的耐候性研究主要指对室外气候环境的综合破坏耐受的能力，如光照、风雨、冰雪和细菌等影响，关系着产品质量是否能达到检验标准和正常使用，要高度重视耐候性试验，有效提高丙烯酸树脂的耐候性。本文对提高丙烯酸树脂耐候性各方面问题进行研究，提出丙烯酸树脂改性和试验等方面工作的把控要点。
关键词：丙烯酸树脂耐候性材料试验要点改性工艺
中图分类号：T Q324.8文献标识码：A文章编号：1674-098X(2022)07(c)-0007-03
丙烯酸树脂材料具备耐候性、抗老化及耐腐蚀性等优势特性，研究发现，其耐候性能最为显著，为制作成膜剂的主要材料，还能够作为改性剂，高度突显出涂层的保色性、保光性、耐候性，涂层的效果优良，可以表现出较强的装饰作用。丙烯酸树脂涂层具有较高的平整性和丰满性，外层耐磨度、耐污度都较高。
1 丙烯酸树脂的分类
1.1 以生产方式分类
丙烯酸树脂按照生产方式分类，以乳液聚合和悬浮聚合、本体聚合为主。乳液聚合是一种以单体和引发剂、蒸馏水反应聚合形成的丙烯酸树脂，这种树脂通常有50%的乳液及50%的水，呈乳胶溶液状态，有乳白泛蓝的丁达尔现象，玻璃化温度采用FOX公式设计，乳液分子量大，属于环保型乳液。悬浮聚合的生产工艺非常复杂，通常制作的树脂是固体状态，由甲基丙烯酸酯反应形成，这种物质有官能团，反应釜中的反应控制难度较大，产品质量要进行严格的控制。本体聚合的生产工艺效率高，制备时，主要将原料放在特殊塑料薄膜中，使其反应成为结块状，通过粉碎和过滤，形成固体丙烯酸树脂，具有较好的纯度和稳定性，但对溶剂溶解性较低，颜料分散性欠佳。
汽车保险杠用聚丙烯材料的老化研究
Ｋｅ ｒ ｓ： ｕ ｏｂ ｍｐ ｒ Ｐ ｔｒ ｌ ；ａ ｉ ｇ ｙ ｗｏ ｄ ａ ｔ ｕ ｅ ； Ｐ ｍａｅ ｉ ｓ ｇ ｎ ａ
汽车保 险杠 是汽车重要 的外 饰件之一 ， 车的 备 良好 的环境适应 能力 。 是整
重要组成部分 ， 有保 护汽车和驾驶 者安全 的重要作 具
用 。因此 ， 国内外对汽车保 险杠 的研究 均十分重视 。
摘 要 ： 究 了汽 车保 险杠 用聚 丙烯 材料 在海 南、 州两地 自然暴 露与 氙灯人 工光 老化 试验 时的老 化规 研 广
律 ， 步探 讨 了 自然暴 露试 验 与 氙灯 人 工光老 化试 验之 间的相 关性 。结 果表 明 ， 初 汽车保 险杠 用 聚 丙烯 材料
的拉 伸 强 度 和 弯 曲强 度在 老化 过 程 中保 持 良好 ， 冲 击 强度 和 断 裂伸 长 率对 老 化 较 为敏 感 ； 用 Ｇ ／ 但 采 ＢＴ
（ ｔｅＫ ｙ ａ ｆ ｎ ｉ ｎ ｎａＡｄｐａｉｔ ｆｒｎ ｕｔａＰｏ ｕｔ， ｈ ａ ｌｃ ｉ Ａ ｐ ｒｔｓ ｅｅｒｈＩｓｔｔ， Ｓａ ｅ ｂ ｖ ｏ ｍｅｔｌ ａｔｂｌｙ ｏ ｄ ｓｉ ｒｄ ｃｓ Ｃ ｉ ｅｔｃ ｐ ａａ ｓａ ｔｕｅ ｔ Ｌ ｏＥ ｒ ｉ Ｉ ｒｌ ｎ Ｅ ｒ ｕＲ ｃ ｎｉ
１４２ ６２． ２中氙灯光老化 试验对 湿热带 自然环境 具有较 好 的模拟 效 果 ， 够用 于对 汽车保 险杠 用聚 丙烯材料 耐 能
高分子材料耐候老化测试技术-SGS
常用计算
已知辐照量和辐照度求试验时间hr 公式：H = E3.6t 即 式中：H--曝晒辐照量，kJ／m2； E--辐照度，W／m2； t --时间，hr； 3.6--换常数(ks～hr)。 即 kJ/m2 = W/m2 x 3.6 x (h)
例：用0.55w/ m2.nm@340nm的辐照度要多长时间才能获 1000kJ/m2.nm @340nm的辐照量？ 1000kJ/m2.nm= 0.55w/ m2 .nm·3.6 ·h h=505 hours
结构
如：不饱和双键（C=C）、苯环、支链、羰基（－CO－） 、末端上的羟基（－OH），等等。
例如：
•
聚丙烯不如聚乙烯耐老化 － CH3
•
二烯烃聚合的橡胶容易发生热氧、光氧、臭氧 老化
含C=C双键
•
聚酯纤维容易老化
－CO－容易水解
5
电磁波谱
6
紫外部分所占的比例
NIR 37.8% UV 6.8%
辐照度E：单位表面积上辐射通量，w/m2 如常见的0.68 w/m2
光谱辐照度Eλ：用波长为函数表示的辐照强度,w/m2.nm 如,0.77 w/m2.nm@340nm, 45 w/m2@300~400nm
辐射量H：辐射的时间累积，H=∫Edt (J/m2) 如,广州的年平均总辐射量为4590 MJ/ m2
耐候聚丙烯老化性能研究
光照波长
不同波长的光对聚丙烯的 老化性能有不同影响，如 紫外线对聚丙烯的老化作 用较强。
暴露时间
随着暴露时间的延长，聚 丙烯材料的老化程度逐渐 加重。
热氧老化影响因素
温度
温度越高，聚丙烯材料的热氧 老化速度越快。
氧气浓度
氧气浓度越高，聚丙烯材料的氧化 反应速度越快，老化程度越严重。
耐候聚丙烯市场现状与趋势
ห้องสมุดไป่ตู้市场现状
目前，耐候聚丙烯在建筑材料、汽车零部件、户外家具等领域得到了广泛应用，市场需求稳定增长。
发展趋势
随着人们对产品质量和耐久性的要求提高，以及环保意识的增强，耐候聚丙烯的应用领域将进一步拓 展。同时，不断改进的制备工艺和添加剂技术将进一步提高耐候聚丙烯的性能，推动市场发展。
在研究过程中，我们也遇到 了一些挑战，如实验条件的 控制、数据处理的准确性等 。但通过团队成员的共同努 力和合作，我们克服了这些 困难，取得了阶段性的研究 成果。
未来研究方向与目标
深入研究
继续对耐候聚丙烯材料的老化机理进行深入研究 ，揭示其在不同环境因素下的老化规律。
拓展应用领域
在现有研究基础上，进一步拓展耐候聚丙烯材料 在户外建筑、汽车零部件等领域的应用。
耐候聚丙烯老化性 能研究
汇报人： 日期:
目录
无规聚丙烯性能及应用研究
无规聚丙烯性能及应用研究
1. 引言
1.1 背景介绍
无规聚丙烯是一种重要的聚合物材料，在工业生产和日常生活中
具有广泛的应用。随着科技的发展和人们对材料性能要求的提高，无
规聚丙烯的研究和应用也变得越来越重要。
背景介绍部分首先介绍了无规聚丙烯的基本性质和特点，如其优
异的物理、化学性能以及良好的加工性和稳定性。随后，说明了无规
聚丙烯广泛应用于塑料、纺织、医疗器械、包装材料等行业，并且在
汽车、电子、建筑等领域也有重要应用。可以提及无规聚丙烯在环保、资源回收领域的潜在应用价值。
背景介绍还可以介绍一些国内外对无规聚丙烯的研究情况和发展
趋势，说明其在材料科学领域的重要性和发展前景。通过背景介绍，
读者能够了解到为什么无规聚丙烯的研究和应用具有重要意义，引出
接下来正文部分将要介绍的内容。
1.2 研究目的
研究目的是为了深入探讨无规聚丙烯的性能特点及应用领域，系
统总结无规聚丙烯的制备方法和改性研究现状，进一步分析无规聚丙
烯在各个领域的市场前景。通过对无规聚丙烯的性能进行细致分析，
可以为相关行业提供更多科学依据，推动无规聚丙烯材料的发展和应
用，促进相关领域的技术进步和产业发展。通过对无规聚丙烯的研究，可以为其他聚合物材料的开发和应用提供借鉴和启示，丰富聚合物材
料的种类和功能，满足不同应用领域的需求。通过本次研究，可以为
无规聚丙烯的进一步研究和应用奠定基础，促进其在工业和科技领域
的广泛应用，推动相关产业的发展。
2. 正文
2.1 无规聚丙烯的性能特点
无规聚丙烯是一种具有特殊性能的聚合物材料，其主要性能特点
包括以下几个方面：
聚丙烯生产工艺技术及其产品进展
聚丙烯生产工艺技术及其产品进展
摘要：聚丙烯是一种重要的合成塑料，在各个领域得到广泛应用，本文通过
对聚丙烯生产工艺技术和产品进展的综述，对其发展趋势进行了分析。研究目的：本研究旨在综述聚丙烯生产工艺技术及其产品进展，了解其当前发展状况，并展
望未来的发展趋势。研究方法：本文通过文献调研和资料收集的方式，对聚丙烯
生产工艺技术和产品进展进行综述和整理。研究结果或结论：聚丙烯生产工艺技
术方面，现阶段主要采用的方法包括高压聚合法和Ziegler-Natta催化剂法。高
压聚合法具有生产效率高、产品纯度高和分子量分布广等优点，而Ziegler-
Natta催化剂法则具有高聚合活性和优异的产品性能等优势。未来，随着可持续
发展的要求不断增加，聚丙烯生产工艺将更加注重资源节约和环境友好。
关键词：聚丙烯；生产工艺；产品进
聚丙烯是一种重要的合成塑料材料，广泛应用于各个领域。本论文将针对聚
丙烯的生产工艺技术和产品进展进行综述，主要包括聚丙烯的制备方法、改性技
术以及应用领域的发展等方面内容。
一、聚丙烯的制备工艺
（一）高压聚合法
高压聚合法是聚丙烯生产的主要方法之一，该方法通过将乙烯和丙烯以高压
反应，经过聚合反应得到聚合物，该方法的特点是反应条件相对温和，原料易得，但产物分子量分布广，产品性能相对较低。将丙烯单体与一定比例的催化剂、稳
定剂和其他助剂混合。其中，丙烯单体是通过丙烷脱氢或石油裂解过程获得。通
常采用多段连续流反应器，其中包括催化剂床、冷凝器和分离器等部分。在高压
环境下进行聚合反应，通常压力在1000至3000大气压之间，以促进丙烯单体的
塑胶材料紫外老化光试验对比
塑胶材料紫外老化光试验对比下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!
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聚丙烯耐候性影响因素及改善方法研究
聚丙烯耐候性影响因素及改善方法研究
摘要：本文主要针对聚丙烯的耐候性相关影响因素与改善方法进行综述分析，
望能够为相关专家及学者对这一课题的深入研究提供有价值的参考或者依据。
关键词：聚丙烯；耐候性；影响因素；改善方法；
前言：
聚丙烯，它属于一种塑料，有着优良加工性及物理的机械性能，属于包装、
家电、汽车等各行业领域所必须的一种原料。伴随着各行业领域对聚丙烯各方面
性能要求逐渐提升，尤其是对其自身耐候性方面有着更高的要求。对此，只有把
握住聚丙烯的耐候性相关影响因素，才能够研究出更具科学合理地改善方法或者
措施，以便于更好地改善及提升聚丙烯的耐候性，充分满足于各行业领域的应用
需求及标准。
1、相关影响因素分析
1.1 外部因素
1.1.1 在氧及高氧气压方面
空气当中氧能会与多数物质之间产生氧化反应。受热光、光及热双重影响之下，聚合物极易出现氧化反应情况。故氧在聚合物降解期间作用较大。处于同等
温度环境下，聚丙烯材料处高氧气压下老化速度快于空气中老化速度，集中表现
为较短的诱导时间，较高的氧化反应速率，处于这两种条件之下，必然会对聚丙
烯材料自身的耐候性产生较大影响。
1.1.2 在温度方面
温度，会直接对聚丙烯材料自身的耐候性产生影响，具体表现为：直接破坏
作用，受热促使聚丙烯材料分解温度超出环境实际温度。温度对材料氧化的速度
会产生影响，引发温度降解情况。温度每升10℃，则聚丙烯材料光的降解速度就会提升至1-3倍左右。
1.1.3 在光度方面
太阳光，属于聚丙烯材料自身的耐候性一方面影响下因素，外部环境下使用
聚合物类制品均会受到不同程度的影响。太阳光经大气层，会受大气层消光的作用，波长在290nm以内及3000nm光均会被过滤，而最后可照射于地面上近为290nm-400nm波长紫外线光区，占据照射至地面的太阳光约为5%；波长在
聚丙烯耐候母粒的制备及其在聚丙烯薄膜中的应用
Ｌ Ｉ Ｕ Ｙ ｕ ， ＷＡ Ｎ Ｇ Ｈ ａ ｏ － ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ， Ｙ Ａ Ｎ Ｇ Ｙ ｕ — ｎ ｏ ｎ ｇ （ Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｉ ｃ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ， Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ５ １ ０ ６ ６ ５ ， Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｄ ｏ ｎ ｇ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
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图2为PP材料在两种氙灯试验中光泽保持率随 时间变化的情况。可以看出，当试验时间＜1 500 h 时，耐候PP在两种试验中的光泽保持率下降速度相 差不大，并且保持率均＞80％。继续试验，耐候PP 的光泽下降速率逐渐产生差异，在PV 3929设定的干 热环境中，耐候PP光泽保持率的下降速度稍快， 经 过5 000 h后，光泽保持率下降到5.5%左右；继续试 验，结果变化不大。在GB/T 16422.2湿热环境中试验 7 000 h后，光泽保持率约为10%，并且还未达到光 泽变化平衡阶段。
图2 耐候PP光泽保持率的变化情况 3.3 耐候PP色差的变化
从图3看出，耐候PP的色差在两种氙灯试验前期 基本都无明显变化。按PV 3929试验2 500 h后，色差 变化速率加快；按GB/T 16422.2则需试验5 000 h以 上才会逐渐发生较明显变化（当色差变化值达到3以 上时，肉眼才会观察到比较明显的颜色变化）。耐候 PP在两种氙灯老化试验中色差达到3的试验时间均超
汽车厂商在对材料性能进行控制时，一般以材 料在氙灯试验箱中曝露1 500 2 000 h的性能变化情 况作为是否选用的依据。下面研究汽车外饰件用耐候 PP在不同氙灯光老化试验中的老化行为，并对老化 试验结果与耐候PP海南琼海自然暴露试验结果的相 关性进行了初步研究。
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2 试验
2.1 主要设备和仪器 a.旋转式水冷氙弧灯：Ci4000型，美国Atlas
关键词：聚丙烯 氙灯老化试验 自然曝露试验 汽车外饰件 相关性 中图分类号：U465.4+1 文献标识码：A
中国电器科学研究院有限公司，工业产品环境适应性国家重点实验室 张晓东 王 俊 江 鲁 揭敢新 胡利芬 李 婵
浙江吉利汽车研究院有限公司 刘 强 李 莉 王文涛
1 前言
耐候聚丙烯（PP）具有合成工艺简单、价格低廉 和易于加工成型等综合性能，近年来在五大通用热塑 性树脂中成为用量增长最快的品种。纯PP分子结构中 存在叔碳原子，在光、热、水等的作用下容易发生反 应，是耐候性最差的高分子材料之一[1]，但经过适当改 性后，耐候性大大提高，可用作汽车内、外饰材料。
3 结果与讨论
3.1 耐候PP力学性能的变化 对按标准GB/T 16422.2试验不同时间的耐候PP
取样进行力学性能测试，发现经过1 500 h后，样品 的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度都无明显下降（图 1）。说明该耐候PP的力学性能比较稳定，在汽车厂 商规定的试验时间内力学性能没有发生显著的下降。
图1 耐候PP力学性能的变化 3.2 耐候PP光泽的变化
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［8］GB/T 1843-2008，塑料悬臂梁冲击强度的测定［S］. ［9］GB 11186.2-1989，漆膜颜色的测量方法 第二部分: 颜色测量［S］. ［10］GB 11186.3-1989, 漆膜颜色的测量方法 第三部分: 色差计算［S］. ［11］L. Audouin, S. Girois, L. Achimsky, et al. Effect of temperature on the photooxidation of polypropylene films. Polymer Degradation and Stability ［J］. 1998，60:137143.
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过4 000 h，根据经验判断，属于高耐候材料范畴。
图3 耐候PP色差的变化情况 3.4 耐候PP红外图谱的变化
在氙灯老化4 000 h的耐候PP表面取样，利用傅 立叶红外变换光谱仪对其分子结构进行观察，发现老 化前、后分子结构的变化主要体现在1 725 cm-1处羰 基振动峰的吸收强度明显增强（图4）。Audouin[11] 研究发现曝光温度对羰基的形成具有促进作用，上 面的试验结果似乎印证了这一点。PV 3929的样品 表面温度最高可达90 ℃，而GB/T16422.2的样品 表面最高温度为65 ℃。根据阿累尼乌斯原理，温 度每升高10 ℃反应速度增加1倍，因此经过同样的 试验时间，耐候PP在两种氙灯老化试验中的羰基 变化相差会比较大，表现在红外图谱上就是羰基振 动吸收峰的强度不同，从而影响材料的色差等宏观 性能。
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大气无背板曝露试验。曝露角为南向45°，每3个月 取样测量色差一次，并记录样品接收的总辐照量。 2.3 耐候PP的氙灯老化试验
根据GB/T 16422.2-1999[3]和大众汽车公司PV 3929 [4]的条件设置开展耐候PP的氙灯老化试验，并 定期取样进行性能检测。 2.4 试验样品的性能测试及其结构表征 2.4.1 力学性能测试
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耐候聚丙烯老化行为的研究
摘要：对耐候聚丙烯（PP）材料在不同氙灯老化试验中的老化行为（如光泽变化、色差变 化、力学性能变化以及分子结构变化等）进行了研究，并与海南琼海自然暴露试验结果的相关性进 行了比较。结果表明：耐候PP经氙灯老化试验1 500 2 000 h时，除光泽稍有下降外，各项性能 基本不变；进一步延长试验时间时，各项性能才逐渐有较明显变化，分子链中也有羰基基团生成； GB/T 16422.2的试验结果与琼海自然暴露试验结果的相关性较好。
图5 氙灯与自然曝露试验相关性比较
4 结论
根据以上讨论结果，可以有以下几点结论。 a.该耐候PP在不同氙灯试验中试验1 500 2 000 h 时，除光泽稍有下降外，其余各项性能基本保持不 变，满足作为汽车外饰件的耐候性能要求；进一步延 长氙灯试验时间，各项性能会逐渐产生较明显变化， 分子链中会有羰基基团生成。 b.两种氙灯试验结果与海南自然暴露试验结果的 相关性不同，GB/T 16422.2的相关性较好，PV 3929 相关性较差。 参考文献： ［1］胡行俊. 聚丙烯光氧老化研究（Ⅱ）—聚丙烯材Hale Waihona Puke Baidu环 境适应性行为规律［J］. 合成材料老化与应用，2003，32 （3）: 1-3.
项目 试验样品 装载试样的容器 待测物质的载体 分析仪器 采样附件 投资成本 使用成本
采样袋法 零部件、材料
采样袋 氮气、空气 GCMS+HPLC
吸附管 ++ ++
表4 5种采样方法的比较
检测舱法 零部件、材料
检测舱 空气
GCMS+HPLC+FID 吸附管
+++++ +++
顶空法 材料
顶空瓶 空气
GC+FID 顶空进样器
利用光泽计测试不同氙灯老化试验阶段PP小 方片样板（色板）的表面光泽度（60°）；按GB 11186.2-1989[9]和GB 11186.3-1989[10]测量和计算 PP色板的色差变化。每组试样包含3块色板，每块色 板测量3次，结果取算术平均值。 2.4.3 傅立叶变换红外光谱分析
在氙灯试验前、后的耐候PP样板表面取样进行KBr 压片，然后用傅立叶变换红外光谱仪进行扫描，以考察 PP分子结构的变化。扫描范围为400 4 000 cm-1，分 辨率为4 cm-1，扫描次数为32次。
图4 耐候PP的红外图谱 3.5 老化试验相关性的研究
在考察氙灯光老化试验结果与自然曝露试验结
果的相关性时，最简单、常用的方法就是考察试验在 接受同等程度的太阳辐照时样品性能的变化情况—— 性能变化情况越接近，相关性越好；反之，相关性越 差。由于氙灯光不能完全模拟自然曝露试验，因此以 不同的性能进行相关性评价时，得出的结论可能会有 所不同。本试验将色差的变化情况作为比较依据，氙 灯老化试验结果与海南琼海自然曝露试验结果的相 关性如图5所示。从图5看出，辐照量相同时，GB/T 16422.2的试验结果与自然曝露试验结果更为接近， 说明这两者的相关性优于自然曝露试验与PV 3929的 相关性。
test chamber［S］，2005. ［5］GW 8081 Static headspace GC-MS for interior materials[S],2005. ［6］D10 5495 热解吸/色谱/质谱分析法对汽车座仓内材 料的挥发性有机化合物（VOC）的量化评价［S］，2008. ［7］D40 5535 汽车车内材料中醛和其他羰基化合物的分 析液相色谱分析［S］，2009.
公司。 b.便携式光泽计：Sheen 160型，德国BYK公司。 c.台式色差计：UltraScan PRO，美国HunterLab
公司。 d.傅立叶变换红外光谱仪：NEXUS 870，美国
尼高力公司。 e.材料万能试验机：H25K-S，美国锡莱-亚特
拉斯公司。 2.2 耐候PP的自然曝露试验
按照GB/T 3681-2000[2]的要求于2009年11月在 海南琼海大气曝露试验场开展为期2年的耐候PP自然
（下转第17页）
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种醛酮类挥发物的含量，包括GB/T 27630《乘用车 内空气质量评价指南》要求的甲醛、乙醛和丙烯醛的 含量。
4 不同采样方法的比较
图5 甲醛挥发法试样放置示意图
5种采样方法的详细比较见表4。
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++ +
热解析法 材料
热解析管 氦气 GCMS
热解析仪 + +
甲醛挥发法 材料 广口瓶 水
UV/HPLC
+ +
参考文献： ［1］HJ/T400 车内挥发性有机物和醛酮类物质 采样测定方 法［S］，2007. ［2］GB/T 27630 乘用车内空气质量评价指南［S］， 2011. ［3］NES M0402 VOC test method of cabin parts［S］， 2005. ［4］VDA 276 Determination of organic substances as emitted from automotive interior products using a 1 m3
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（上接第11页） ［2］GB/T 3681-2000，塑料大气暴露试验方法［S］. ［3］GB/T 16422.2-1999，塑料实验室光源暴露试验方法 第2部分：氙弧灯［S］. ［4］PV 3929-2008，干热气候条件下的耐候性试验［S］. ［5］GB/T 2918-1998，塑料试样状态调节和试验的标准 环境要求［S］. ［6］GB/T 1040.2-2006，塑料拉伸性能的测定 第2部分： 模塑和挤塑塑料的试验条件［S］. ［7］GB/T 9341-2000，塑料弯曲性能试验方法［S］.