耐候聚丙烯老化性能的研究刘法谦,刘保成,李荣勋,陈桂兰,刘光烨(青岛化工学院新材料重点实验室,山东青岛266042)摘要:分别研究了弹性体、成核剂DICPK、BaSO4、光稳定剂UV2531、UV2770及其复合体系对耐候聚丙烯老化性能的影响。结果发现,所研制的耐候聚丙烯老化后的拉伸强度保持率、伸长率保持率、冲击强度保持率均优于耐候聚丙烯的理化指标。关键词:聚丙烯;耐候性;老化;光稳定剂:TQ325.1+4文献标识码:B:1001Ο9278(2002)05Ο0047Ο05聚丙烯由于合成方法简单,且具有原料丰富、价格低廉、有良好的物理力学性能与加工性能,从而成为塑料产量增长最快的品种之一,其产量在五大通用塑料中占第三位。近年来,PP材料越来越多的被应用到家电制造中,20世纪90年代初,日本住友和三菱化学株式会社首先研制开发成功空调器用耐候改性PP新型材料。然而,国内部分大量使用耐候PP改性材料制造空调器主机外壳的厂商,如海尔、海信等,其原料却主要是依赖于进口,因此,研制这种高性能的耐候PP专用料,具有很大的市场前景。由于聚丙烯链上存在着大量不稳定的叔碳原子,在有氧的情况下,只需要很小的能量就可以将叔碳原子上的氢脱除而成为叔碳自由基。叔碳自由基非常活跃,它能造成分子链的各种反应的发生,包括链增长、链降解,从而造成PP原有性能的丧失,造成PP材料的断EPF30R的改性材料是否能够满足耐候的性能要求。1实验1.1原料聚丙烯,EPF30R,齐鲁石化公司;弹性体(POE),美国DOW公司;成核剂,MTK2122(DICPK),日本大油墨公司;BaSO4,粒径5μm,市售;抗氧剂1010,LK210,辽阳有机化工厂;抗氧剂168,LK268,辽阳有机化工厂;紫外线吸收剂,UV2531,北京三安化化工产品有限公司;自由基捕获剂,UV2770,北京三安化化工产品有限公司;ZnO,抚顺化工厂;TiO2,金红石型,济南裕丰化工总厂;改性聚丙烯,PPBC3B,日本住友公司。老化1～3。PP由于极易老化,如果不加入抗氧剂,在室外一个月,其基本物理性能将全部丧失。因此将其用于室外使用,必须想办法提高其耐老化性能。对于聚丙烯的耐热氧老化性能,许多人已经做了大量的研究,并且取得丰硕的成果,而聚丙烯的耐光氧老化性能由于受实验条件(周期长、模拟自然条件困难、设备投资大)的限制,研究的并不多。本实验的目的是在齐鲁石化公司生产的EPF30R的基础上,对其进行改性,使其耐老化性能能够达到或超过日本进口的耐候改性PP,从而实现国产化的要求。因此,一方面尽量模拟自然气候的变化进行实验,获得PP改性材料耐老化性能的变化;另一方面,在同一实验条件下对两种材料进行老化实验,通过耐老化性能的对比,也可获得PP改性材料耐老化能力的基本数据,借此也可判仪器设备注射成型机,680g,香港震雄集团;电子万能拉力机,WDS210,济南试验机厂;悬臂梁冲击试验机,XCJ240J,河北承德试验机厂;简支梁冲击试验机,XJJU250,河北承德试验机1.2厂;同向高速排气式双螺杆混炼挤出机组,TE250,江苏科亚化工装备有限公司;毛细管流变仪,XLY2Ⅱ型,吉林大学科教仪器厂。1.3试样制备试样制备方法与条件见表1。收稿日期:2002Ο01Ο12·48·耐候聚丙烯老化性能的研究表1制备方法与条件Tab.1preparationmethodsandconditions行老化实验,得出了不同的结论。2.1.1不同光照时间对材料老化性能的影响在基本配方为:EPF30R:100、POE:5、BaSO4:30下选择两种方案,一种加有0.1份抗氧剂1010;0.2份抗氧剂168;0.3份UV2531;0.5份ZnO;1.0份TiO2,另一种没有加抗氧剂和光稳定剂,经过长时间的紫外光照射,发现材料拉伸性能发生很大的变化,如图1所示。性能样品形状实验条件实验标准拉伸强度/MPaIzod冲击强度/J·m-2I型4mm厚度23℃,10mm/minGB/T16412—1996A级23℃GB/T16420—19961.4试样样条实验中所有原料的混炼,均在同向高速排气式双螺杆混炼挤出机组中进行,螺杆转速200r/min,料压10MPa。料筒各段温度为:Ⅰ区160℃,Ⅱ区175℃,Ⅲ区176℃,Ⅳ区178℃,Ⅴ区190℃,Ⅵ区200℃,Ⅶ区195℃,Ⅷ区190℃。实验所用样条均由注射成型制备。在注射前将原料置于干燥箱中,于70℃下干燥2h,然后进行试样注射成型。注射成型机料筒温度为:Ⅰ区190℃,Ⅱ区200Ⅲ区210℃。1.5人工荧光紫外线加速老化对比实验℃,■—加有紫外线吸收剂◆—未加紫外线吸收剂图1老化时间对PP复合材料的影响F...