第五章塑料材料的常用助剂

through degradation of the polymerchain, crosslinking reactions and uncontrolable
On test speciment (tensile bars, plaques)
changes of the chemical structure
聚乙烯比聚四氟乙烯容易老化，因为C—F键的键能（119 千克/克.分子）比C—H键的键能（99千克/克.分子）大。
聚丙烯不如聚乙烯耐老化，这是因为聚丙烯的碳链上有甲 基。
聚酯纤维中的酯基容易水解。
二烯烃聚合的橡胶中含C=C双键，易热氧老化、光氧老化、 臭氧老化。
PVC引发剂残基存在，80℃时，残基分解，脱出HCL， 形成共轭双键。
significantly accelerated
Through heat exposure While drying
(extended, too highTemp) Use Temperature
Life Time Testing
Life time of part? Reasonable accelerated testing On part necessary for evaluation
(radical)
Photochemical
Absorbtion of light influences energy of molecules ->lead less energy to split up
f (Energy)
Radiation
X- Rays, Gammas rays Will lead to split of Unsaturated
5.1抗老化剂
树脂、塑料及复合材料在成型加工、贮存和 使用过程中不可避免地要与氧气及光接触，再加 上温度的变化，导致它们在外观、结构和性能上 发生变化，也即老化。
Material ageing: Example Plastics
Thermal
Thermooxidative
Thermal degradation under influence of oxygen is
with loss of mechanical propeties, FR properties, color, gloss, brittleness,
Anti Ageing
chemical resistance Factors amplify each other!
Light protection (UV Ageing, Gamma), Antioxidants, Heatstabilizers Can slow down ageing
引起上述变化的外界因素以氧、光、热三个因素 最为重要。这三种因素造成高分子材料的自动氧化 反应和热分解反应，使高分子聚合物降解产生一系 列变化。
（一）光
只有波长在295～3000nm之间的太阳辐射到达地 球表面。
人们把日光光谱分为三部分：紫外光（UV）、 可见光（VIS）和红外光（IR）。波长在295～400 nm的紫外光的能量占日光辐射总能量的4～7%。
Mechanical
Through granulation process, shear in flow,
Ultrasonic lead to Materialdegradation
Mechanical Stress
Inhomogen distibution of stresses through
tensile/torsison/bending forces break molecules
conectionos, build radicals
?Material Ageing:
Irreversibel chemical and physical processes
Ageing
Accelerated and comparable UV Ageing(Xenon Radiatioin), Hydrolitic testing, Chemical testing)
HDPE比LDPE稳定性好。
ABS当中，B成分减少，稳定性增加。
（2）塑料当中的微量杂质
聚合物催化剂的残余物、未反应完的微量单体、反 应的副产物、塑料制造过程中与设备接触形成的杂 质。如Fe、Cu、Mn等，加速PP氧化降解。
（3）塑料中其它添加剂
PE中加入炭黑和防老剂H（N，N‘-二苯基对苯 二胺）具有对抗作用。
四、塑料助剂的加入有助于某一性能，但也会存在有 损于另一性能的情况。
树脂中添加一些无机填料后能提高刚性和强度， 但降低了它的电绝缘性能。炭黑是廉价有效的紫外 线吸收剂和抗氧剂，同时还有抗静电作用，但是即 使它的加入量极少也只能得到失去了透明性的黑色 的塑料制品。
五、如何把塑料助剂均匀地加入树脂中，也是一个重要的问题。
三、注意助剂之间存在的“协同”或“对抗”作用
所谓“协同作用”是指两种助剂配合使用后比单独用时 的效果大，而‘对抗作用”恰为相反。
受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂分别单独用时的抗 氧效果不如它们并用时的效果，这就是明显的协同作用。
铜、锰、钴、铁、镍等变价的过渡金属促进聚烯烃在氧 化过程中生成氢过氧化物、加速分解生成自由基的作用，因 此不仅不能抗氧化反而起助氧化效果，故在聚烯轻配方中不 能添加含这类金属离子的颜料作为着色剂。
普遍采用把粉粒状或液状的塑料助剂，用机械方法分散混 合于树脂之中。机械混和的办法有混合、捏和、密炼、辊炼、 挤出等方法。粉状树脂中需加液状助剂时通常采用捏和机与 密炼机将各组分多次的翻滚，互相渗透，使其分布均匀。
树脂和助剂都是粉状物时常常将秤量后的各组分加入球磨 机内，先初步混匀，再把它们加在二辊混炼机上反复混炼， 然后拉片切粒或者通过挤出机(最好是双螺杆挤出机)的塑化 造粒使均匀混和。
Chemicals
Water, Acids/Basis/Organic media Attac through wetting, swelling,
Dissolving of additives, chemical reactions on surface
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老化原因：
内因（1）结构或组分内部具有易引起老化的弱点