添加剂改性聚丙烯的研究

添加剂改性聚丙烯的研究

张健,许多琦，汪乃东，范连锋

（东莞巨正源科技有限公司，广东东莞523988）

摘要综述了聚丙烯改性常用的添加剂，重点阐述了抗氧剂、光稳定剂、除酸剂、成核剂、抗静电剂、分子量调节剂、爽滑剂、抗粘连剂、荧光增白剂在聚丙烯改性上的作用及原理,并对添加剂改性技术的发展进行了展望。

关键词聚丙烯；添加剂；改性；机理

中图分类号:TQ325.1+4文献标志码:A文章编号：1009-5993（2019）02-0005-07

The Study on Polypropylene Modined by Additives

ZHANG Jian#XU Duo-qi#WANG Nai-kong#FAN Lian-feng （Dongguan Grand Resourcc Sciencc&Technolooy Co.#Ltd.#Dongguan523988#

Guangdong Provincc,China）

Abstract：This paper reviewed the additives most usually used foe modification of polypropylene,and in­tensively introduced the purpose and mechanism of antioxidant,phote-stabilizee,antacid,nucleating a­gent,antistatic agent,molecular weight reeulatoe,slip agent,blocking resistancc and fluorescent bright-enee.Finally,the development of technolooy Oo the modification of polypropylene was prospected.

Key words:polypropylene；add让讨6；modificati（

0前言

聚丙烯作为产量大、用途广的五大通用塑料之一，自1957年以来发展速度一直居于各种塑料之首叫由于聚丙烯来源丰富、密度低、耐腐蚀、力学性能优良、电绝缘性好、易于加工成型、价格优廉等特点被广泛应用于汽车、军工、包装、电子电器、农林渔业、日化、纺织、医药卫生等多个领域叫虽然聚丙烯有许多优点，但由于其脆性大、耐低低性差、抗老化性能差、冲击强度低等缺陷,应用范围受到一定限制叫为为一步提高聚丙烯的性能、扩展应 用领域，必须对其进行改性。

聚丙烯改性可分为化学改性和物理改性⑷。化学改性是指通过共聚、交联、接枝等化学方法改；mechancsm

变聚丙烯的分子结构，达到理想的性能要求，以满足材料的使用要求。物理改性包括共混、填充、增强等物理方式,通过在聚丙烯基体中加入橡胶、弹性体、添加剂等物质改变聚丙烯分子的聚集态结构，以达到改善其性能的目的叫笔者具体介绍了聚丙烯的添加剂改性，以期能在聚丙烯的开发应用上提供参考。

1聚丙烯改性常用添加剂

单一的聚丙烯由于稳定性差、易变色等原因无法满足储存与使用的需要，在生产过程中加入各种功能性添加剂能有效改善聚丙烯的某些缺陷,甚至可根据其使用要求使其具备一定的专用功能冏）聚丙烯的添加剂改性是指在聚丙烯粉料中加入-

作者简介:张健（1990-），男，硕士，工程师,主要从事聚丙烯生产工作

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定比例、不同成分的添加剂,然后在加工设备上采

取适当的加工，如混炼、浸渗，将添加剂与聚丙烯混

合均匀后再加工成制品。现今的生产一般是将聚 丙烯与添加剂混合均匀后再进行挤出造粒，以得到 更容易储存和运输的聚丙烯粒料。聚丙烯改性常

用的添加剂包括抗氧剂、除酸剂、成核剂、光稳定

剂、热稳定剂、抗静电剂、爽滑剂、阻燃剂、分子量调

节剂等。

1 ■ 1抗氧剂

聚丙烯分子RH 的每个结构单元中都存在着 一个不稳定的叔氢，在光、热等条件下叔氢的C —H 键易发生断裂生成烷基自由基R ・⑺。在氧气存在 的情况下,R •会与氧结合生成过氧自由基ROO ・， ROO ・又会夺取另一个RH 的叔氢，形成R ・和氢 过氧化物ROOH ⑻。ROOH 不稳定，容易裂解生成

末端带醛基或烯基的聚丙烯，并产生羟基OH ・和

烷氧自由基RO ・，RO ・可以进一步加速聚丙烯分

子分解，形成羟基聚丙烯ROH 和R ・，使聚丙烯分

子量大幅度下降。聚丙烯自氧化过程见图1。图1聚丙烯自氧化机理

根据聚丙烯自氧化机理可知，聚丙烯降解时产

生的R ・、ROO ・、RO ・、ROOH 是加速聚丙烯氧化

的主要中间产物，因而，抑制和消除这些中间产物 是阻止聚丙烯氧化降解的关键1抗氧剂的作用

就是去除这些活性中间产物，将聚丙烯转化为稳定

物质，从而延缓或抑制聚丙烯氧化过程，阻止聚丙 烯老化，延长其使用寿命。

根据抗氧剂的作用机制不同可将其分为主抗

氧剂和辅助抗氧剂，其中能够消除自由基的为主抗

氧剂，能够分解ROOH 的为辅助抗氧剂。主抗氧剂

作为氢供体,能与高活性的R ・、ROO ・和RO ・反 应，生成稳定的RH 、ROOH 和ROH ，从而阻止了链

的传递与增长何。主抗氧剂主要包括胺类抗氧剂

和酚类抗氧剂，聚丙烯改性中常用的主抗氧剂有:

抗氧剂1010、抗氧剂3114等。辅助抗氧剂则能够 与ROOH 发生反应，生成稳定的非自由基产物

ROH ，使链反应得到抑制或减缓。辅助抗氧剂包括

含酸金属盐、硫化物、硫酯以及亚磷酸酯等+11］，

中使用较广泛辅助抗氧剂有:抗氧剂168、抗氧剂 618 等。

而在实际生产过程中一般将主抗氧剂和辅助

抗氧剂配合使用，利用不同抗氧剂之间的正协同作

用,按照一定的比例混合，制备得到的复合抗氧剂 往往比单一的抗氧剂具有更好的氧化稳定性+12］） 常见的复配抗氧剂有B215、B225、B900，其中B215

是抗氧剂1010和抗氧剂168以质量比2： 1的比例 复配而成，B225则由抗氧剂1010和抗氧剂168以

质量比1： 1的比例复配而成，B900是受阻酚抗氧剂

1076和抗氧剂168以质量比1：4的比例复配而成。

热依扎・别坎等+13：研究了受阻酚抗氧剂1076阻

受阻胺抗氧剂944复配使用对聚丙烯热氧老化的 影响，通过测试剪切黏度保持率证明复配后的抗氧

剂对聚丙烯起到了更长效的抗氧化作用。冯相赛 等+14］将主抗氧剂1010与辅助抗氧剂168以质量比 1 ： 1的比例复配，加入聚丙烯改性，通过研究聚丙烯

的耐热氧化性和力学性能，得出复配抗氧剂增加了 聚丙烯的熔体黏度，此外聚丙烯的结晶度也显著下

降,耐热氧化性和力学性能得到了有效提升。

1.2光稳定剂

聚丙烯制品暴露在太阳光或强荧光下会吸收

紫外线能量，稳态分子变为激发态，引发自动氧化

反应，导致聚合物降解，使得制品表面龟裂、发黄、 变脆,使用寿命大大缩短。而在聚丙烯中添加光稳

定剂可以减缓聚丙烯的光老化速率，延长聚丙烯制

品的使用寿命。

根据光稳定剂作用机理的不同,可以将其分为

紫外线吸收剂、淬灭剂、光屏蔽剂、自由基捕获剂四

类。紫外线吸收剂分子中一般含有一N 二N —、

—C'N —、一C'O 、一N 'O 等发色基团，可以选

择性地吸收高能量的紫外线，而很少吸收可见光, 并将光能转换为无害的热能、化学能等释放+15 \

应用较广泛的紫外线吸收剂有二苯甲酮类、水杨酸

酯类和苯并三三类。淬灭剂本身并没有吸收紫外

线的功能，但能通过分子间的过程转移能量，迅速

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