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你还在为塑料制品的“老化”问题伤脑筋吗?

发布:2024-06-16 浏览:34

核心提示:毋庸置疑,塑料与我们人类生活的关系是息息相关的,它具有轻便、耐用、易加工等优点,因此被广泛应用于各个领域。然而,随着时间的推移,塑料也会面临一个很严峻的问题,那就是——老化。老化的塑料制品会失去原有的性能和外观,甚至会出现裂纹、变形等问题。今天,小编就带着小伙伴们一起来探讨“塑料老化”这个话题。关于塑料老化塑料老化及如何延长塑料制品使用寿命,一直是塑料产业从业者时刻要面对的一个重要课题,那么塑料老化到底有一个什么样的标准呢?目前业内普遍认为,包括塑料、橡胶和纤维三大类在内的高分子材料,它们的老化可归为以下

毋庸置疑,塑料与我们人类生活的关系是息息相关的,它具有轻便、耐用、易加工等优点,因此被广泛应用于各个领域。
然而,随着时间的推移,塑料也会面临一个很严峻的问题,那就是——老化。
老化的塑料制品会失去原有的性能和外观,甚至会出现裂纹、变形等问题。
今天,小编就带着小伙伴们一起来探讨“塑料老化”这个话题。
关于塑料老化塑料老化及如何延长塑料制品使用寿命,一直是塑料产业从业者时刻要面对的一个重要课题,那么塑料老化到底有一个什么样的标准呢?目前业内普遍认为,包括塑料、橡胶和纤维三大类在内的高分子材料,它们的老化可归为以下四种类型的变化。
| 塑料老化的表现 |01外观的变化出现污渍、斑点、银纹、裂缝、喷霜、粉化、发粘、翘曲、鱼眼、起皱、收缩、光学畸变以及光学颜色的变化。
02物理性能的变化包括溶解性、溶胀性、流变性能以及耐寒、耐热、透水、透气等性能的变化。
03力学性能的变化拉伸强度、弯曲强度、剪切强度、冲击强度、相对伸长率、应力松驰等性能的变化。
04电性能的变化如表面电阻、体积电阻、介电常数、电击穿强度等的变化。
我们已经知道了老化的主要特征,那到底是什么因素导致了这些老化现象呢?其实在基于科研数据的基础上,业界对老化原因已经达成普遍的认知。
一方面,这是由塑料自身的分子性质决定的。
塑料分子链中所含的不饱和双键、支链、羰基、末端上的羟基等,都是容易引起老化的构成,会随着时间的推移发生一定程度的降解。
而在降解过程中,降解的产物形成游离基,使得分子链发生链式反应,又会加速降解速度。
另一方面,受环境和外界因素影响,如阳光、氧气、热、水、辐射、工业气体、霉菌、细菌、昆虫等,塑料内部分子量发生变化,从而出现老化现象。
| 导致塑料老化的四种因素 |01光照塑料在阳光下暴晒会导致老化,这是因为紫外线会破坏塑料分子链,使其变得脆弱。
特别是在高温环境下,紫外线的破坏作用更加明显。
因此,长期暴露在阳光下的塑料制品容易出现老化现象。
02热氧老化塑料在高温环境下容易发生热氧老化,这是因为氧气会与塑料分子发生反应,使其分子链断裂,从而导致塑料老化。
此外,高温还会使塑料分子运动加剧,分子链容易断裂,从而加速塑料老化。
影响塑料老化因素的测试实验◎ 第一条曲线:只有湿度,没有光照对制品老化光泽度的影响曲线,随着时间推进,光泽度变化不明显。
◎ 第二条曲线:只有UV照射,白天加黑夜干燥的情况下,光泽度变化曲线。
◎ 第三条曲线:完全UV照射不分白天黑夜,制品光泽度变化曲线。
◎ 第四条曲线:UV照射加湿度,制品光泽度变化曲线。
结论 只有UV一直照射制品,时间久了制品表面会形成一种保护层不再老化。
潮湿环境下会出现热胀冷缩,制品会老化更快,如果有喷淋的话,对制品表面有冲击力,破坏这个保护层,致使老化现象更明显。
03化学老化塑料在接触化学物质时容易发生化学老化,这是因为化学物质会与塑料分子发生反应,使其分子链断裂,从而导致塑料老化。
例如,塑料制品长期接触酸、碱等化学物质,容易出现老化现象。
04机械应力塑料在受到机械应力时容易发生老化,这是因为机械应力会使塑料分子链断裂,从而导致塑料老化。
例如,塑料制品长期受到挤压、拉伸等机械应力,容易出现老化现象。
塑料老化的原因主要包括光照、热氧老化、化学老化和机械应力等因素。
为了延长塑料制品的使用寿命,我们应该尽量避免这些因素的影响,例如在存放时避免阳光直射、避免长时间接触化学物质等。
同时,我们也应该选择质量好、耐老化的塑料制品,以保证其使用寿命和安全性。
日光&紫外线对塑料的影响通过上文,我们知道气候和阳光辐照是损害涂料、塑料、油墨及其它高分子材料的主要原因,即使是室内的光及通过玻璃窗透射的太阳光也都会使一些材料老化,比如引起颜料、染料等褪色或变色。
由于太阳光覆盖着我们身边的大部分环境,而太阳光中的紫外光对所有塑料及高分子材料有着巨大的破坏作用,太阳光谱辐射中造成材料老化的主要是紫外线辐射。
对塑料来讲,地面阳光中所含紫外光的敏感波长大都在280 ~400nm 之间,这正是塑料最易破坏的敏感波长。
另外,没有直接照射到阳光的部分,同样也会受到散射光的影响,间接受到紫外光的破坏,导致塑料的主要组分聚合物的降解,会出现外观和力学性能劣化,使得制品变色、发脆、性能下降,以致无法再用,这一过程称为光降解或光老化。
太阳光由紫外线、红外线和可见光组成,其中可见光有七种颜色分别是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
太阳光,广义的定义是来自太阳所有频谱的电磁辐射。
在地球,阳光显而易见是当太阳在地平线之上,经过地球大气层过滤照射到地球表面的太阳辐射,则称为日光。
对塑料来讲,地面阳光中所含紫外光的敏感波长大都在280 ~400nm 之间,这正是塑料最易破坏的敏感波长。
辐照的能量能使材料本身分子间的化学键断裂,使得材料出现光泽度减弱,粉化,断裂等老化现象,采用什么方法可以更好地对抗老化问题,延长塑料制品的使用寿命。
高分子材料抗老化的方法一、物理防护(如加厚、涂装、外层复合等)高分子材料的老化,特别是光氧老化,首先是从材料或制品的表面开始,表现为变色、粉化、龟裂、光泽度下降等,然后逐渐往内部深入。
薄制品比厚制品更容易提早失效,因此通过加厚制品的方法可以延长制品的使用寿命。
对于易老化的制品,可以在其表面涂覆或涂布一层耐候性好的涂层,或在制品外层复合一层耐候性好的材料,从而使制品表面附上一层防护层,从而延缓老化进程。
二、改进加工工艺很多材料在合成或制备过程中,也存在老化的问题。
如,聚合过程中热的影响、加工过程中的热氧老化等等。
那么相应地,可以通过在聚合或加工过程中增加除氧装置或抽真空装置等减缓氧气的影响。
但这种方法只能保证材料在出厂时的性能,而且这种方法只能从材料的制备源头实施,无法解决其在再加工和使用过程中的老化问题。
三、高分子材料的结构设计或改性很多高分子材料分子结构中存在极易老化的基团,那么通过材料的分子结构设计,以不易老化的基团替代易老化的基团,往往可以起到良好的效果。
或者是在高分子分子链上通过接枝或共聚的方法引入具有抗老化作用的功能基团或结构,赋予材料本身以优异的抗老化功能,也是研究工作者们常采用的方法,但成本较高,暂且不能实现大规模的生产和应用。
四、添加防老化助剂目前,提高高分子材料耐老化性的有效途径和常用方法就是添加抗老化助剂,其由于成本较低、且无需改变现有生产工艺而得到广泛应用。
这些抗老化助剂的添加方式主要有两种:①助剂直接添加法:即将抗老化助剂(粉末或液体)与树脂等原料直接混合搅拌后挤出造粒或注塑等等。
这种添加方式由于简单易行,从而为广大的抽粒和注塑厂所广泛采用。
②抗老化母粒添加法:在对产品品质和质量稳定性要求较高的厂家,更多的是采用在生产时添加抗老化母粒的方式。
抗老化母粒是以合适的树脂为载体,与多种高效的抗老化助剂混合,再经双螺杆挤出机共挤造粒得到的,其应用优势在于抗老化助剂在母粒制备过程中首先实现了预分散,那么在后期材料加工的过程中,抗老化助剂得到二次分散,达到了助剂在高分子材料基体中均匀分散的目的,不仅保证了产品的质量稳定性,也避免了生产时的粉尘污染,使得生产更为绿色环保。
| 一项来自羽迪分析实验室的实验 |实验说明:未加抗老化母粒&加了羽迪抗紫外线抗氧化(双抗)母料的PP注塑板对比实验。
◎左侧为加了羽迪抗紫外线抗氧化(双抗)母料的PP注塑板:经过1600小时的模拟户外环境实验后,外观无明显变化,光泽度亦无明显变化。
◎ 右侧为纯PP注塑板:经过1600小时的模拟户外环境实验后,表面粉化,裂开,并伴随颜色黄变现象。
结论 羽迪抗紫外线抗氧化(双抗)母料,可以让塑料制品有效对抗紫外线、高温、潮湿等环境带来的侵袭,显著延长塑料制品的使用寿命。
产品推荐——羽迪抗紫外线抗氧化(双抗)母料羽迪出品的抗紫外线抗氧化(双抗)母料,广泛应用于各类塑料管道、常年置于室外马路上的塑料路标、路障、运动场内的塑料栅栏、球框门、露天塑料座椅、塑料草坪、汽车遮阳篷布、游泳池、养鱼池里的浮球等,可减缓其老化过程,有效提升产品使用期限。
羽迪始终以“创新、环保、发展”为理念,致力于谋求与客户的共同发展,如需了解更多产品相关信息,欢迎关注羽迪微信公众号“上海羽迪新材料”,或通过以下方式联系我们:手机:18017138255电话:021-57291532注:部分资料源自行业专业文献,如引用不妥,请联系删除。

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