聚丙烯的耐老化性能研究
聚丙烯纤维的特点及应用
本文摘自再生资源回收-变宝网（）聚丙烯纤维的特点及应用变宝网9月7日讯聚丙烯纤维是一种合成纤维，由丙烯聚合得到的等规聚丙烯为原料纺制而成，也叫丙纶，今天小编就带大家去了解聚丙烯纤维的相关特性。
一、聚丙烯纤维的性能特点（1）质轻聚丙烯纤维的密度为0.90-0.92 g/cm3，在所有化学纤维中是最轻的，比锦纶轻20%，比涤纶轻30%，比粘胶纤维轻40%，因此很适合做冬季服装的絮填料或滑雪服、登山服等的面料。
（2）强度高、弹性好、耐磨、耐腐蚀丙纶强度高（干态、湿态下相同），是制造渔网、缆绳的理想材料；耐磨性和回弹性好，强度与涤纶和锦纶相似，回弹率可与锦纶、羊毛相媲美，比涤伦、粘胶纤维大得多；丙纶的尺寸稳定性差，易起球和变形，抗微生物，不蛀；耐化学药品性优于一般纤维。
（3）具有电绝缘性和保暖性聚丙烯纤维电阻率很高（7×1019Ω.cm），导热系数小，与其他化学纤维相比，丙纶的电绝缘性和保暖性最好，但加工时易产生静电。
（4）耐热及耐老化性能差聚丙烯纤维的熔点低（165~173℃），对光和热的稳定性差，所以，丙纶的耐热性、耐老化性差，不耐熨烫。
但可以通过在纺丝时加入防老化剂来提高其抗老化性能。
（5）吸湿性及染色性差聚丙烯纤维的吸湿性和染色性在化学纤维中是最差的，几乎不吸湿，其回潮率小于0.03%。
细旦丙纶具有较强的芯吸作用，水汽可以通过纤维中的毛细管来排除。
制成服装后，服装的舒适性较好，尤其是超细丙纶纤维，由于表面积增大，能更快地传递汗水，使皮肤保持舒适感。
由于纤维不吸湿且缩水率小，丙纶织物具有易洗快干的特点。
丙纶的染色性较差，颜色淡，染色牢度差。
普通燃料均不能使其染色，有色丙纶多数是采用纺前着色生产的。
可采用原液着色、纤维改性，在熔融纺丝前掺混燃料络合剂。
二、聚丙烯纤维的分类聚丙烯纤维可分为长纤维、短纤维、纺黏无纺布、熔喷无纺布等。
聚丙烯长纤维可分为普通长纤维和细旦长纤维(单丝纤度≤2.2 dtex，可用于生产服装与装饰和部分产业用长丝制品。
硬脂酸钙在聚丙烯中的作用
硬脂酸钙在聚丙烯中的作用硬脂酸钙是一种常用的添加剂，广泛应用于聚丙烯中。
它在聚丙烯中起到了多种作用，包括增强材料的力学性能、改善热稳定性、降低成本等。
本文将详细介绍硬脂酸钙在聚丙烯中的作用。
硬脂酸钙可以增强聚丙烯的力学性能。
聚丙烯是一种常见的塑料材料，具有较低的强度和刚度。
而硬脂酸钙作为一种填料，可以填充在聚丙烯基体中，形成复合材料。
硬脂酸钙的硬度和刚度较高，能够有效地增加聚丙烯的强度和刚度，提高材料的机械性能。
在复合材料中，硬脂酸钙与聚丙烯基体之间形成了一种强化作用，使得材料更加耐磨、耐冲击。
硬脂酸钙可以改善聚丙烯的热稳定性。
聚丙烯在高温下容易发生热分解，导致材料性能下降甚至失效。
而硬脂酸钙可以吸收并稳定热能，减缓聚丙烯的热分解反应，提高材料的热稳定性。
硬脂酸钙的热分解温度较高，能够在一定程度上抵抗高温环境的影响。
因此，在聚丙烯中添加硬脂酸钙可以增加材料的使用温度范围，提高其在高温环境下的稳定性。
硬脂酸钙还可以降低聚丙烯的成本。
由于硬脂酸钙是一种廉价的无机物质，相对于其他添加剂来说，价格较低。
因此，在聚丙烯制品的生产过程中添加硬脂酸钙可以降低原材料成本，并且不会对产品的质量产生明显的影响。
这使得硬脂酸钙成为一种经济实惠的添加剂选择。
除了上述作用，硬脂酸钙还可以提高聚丙烯的表面性能。
在聚丙烯中添加硬脂酸钙可以增加材料的光泽度和平滑度，提高产品的外观质量。
此外，硬脂酸钙还能够改善聚丙烯的耐候性和耐化学性能，使其更加耐腐蚀和耐老化。
硬脂酸钙作为一种常用的添加剂，在聚丙烯中具有多种作用。
它能够增强材料的力学性能，改善热稳定性，降低成本，并提高表面性能。
在聚丙烯制品的生产过程中，合理添加硬脂酸钙可以改善产品的性能和质量，提高生产效率和经济效益。
因此，硬脂酸钙在聚丙烯中的应用前景广阔，值得进一步研究和开发。
聚丙烯纳米复合材料的研究及应用
聚丙烯纳米复合材料的研究及应用李跃文陈枝晴(湖南科技职业学院高分子工程与技术系，长沙,410118 )摘要：综述了聚丙烯基层状填料纳米复合材料、纤维状填料纳米复合材料、粉状填料纳米复合材料、POSS 纳米复合材料制备方法、结构与性能方面的最新研究进展，介绍了聚丙烯／粘土纳米复合材料的一些实际应用，对今后的研究和开发方向也提出了自己的看法。
关键词：聚丙烯，纳米复合材料，纳米填料，研究进展，应用聚丙烯(PP) 是目前产量最大、发展最快的合成树脂之一，它具有良好的综合力学性能、耐热性、耐腐蚀性能和成型加工性能，应用范围十分广泛。
但PP 低温脆性大，耐老化性能不好，容易燃烧，绝对强度和金属材料相比尚有一定差距，这些使其应用受到一定程度的制约。
共聚、共混、加助剂等传统的改性方法均有一定的局限性，近年发展起来的纳米技术给PP 提供了一种新的改性途径，大量的研究表明，将PP 与纳米组份复合，具有广泛而显著的改性效果。
与传统方法相比，通过形成纳米复合材料对PP进行改性具有如下优点：(1)纳米组份含量很少时即有显著的改性效果；(2)在改善某些性能的同时，几乎不损害其它性能，特别是成型加工性能；(3)改性范围广泛。
1、PP /层状填料纳米复合材料1.1 PP/ 层状粘土纳米复合材料自然界有些粘土矿物具有层状结构，如蒙脱土、累托土、斑脱土等。
在适当的条件下，聚合物分子链能插入到粘土片层之间，使片层层间距扩大，甚至剥离，从而形成纳米复合材料。
由于粘土片层的纳米效应和层状结构，PP/层状粘土纳米复合材料的力学强度、热稳定性、阻隔性、阻燃性均有明显改善。
PP/ 蒙脱土纳米复合材料是研究和开发较早的PP 纳米复合材料。
目前的研究主要集中在熔融共混法制备纳米复合材料及其结构与性能上。
王平华［1］等用钠基蒙脱土(Na-MMT) 和经十六烷基三甲基溴化铵处理过的有机蒙脱土(Org-MMT) 分别与PP 制成了纳米复合材料，实验结果表明，Na-MMT 和Org-MMT 对PP 均有良好的增强增韧效果，但两者填充形态不一样，Na-MMT 以纳米粒子形态填充，Org-MMT 以插层形态填充；另外，Na-MMT 还能诱导聚丙烯结晶晶型发生转变，产生有利于提高聚丙烯冲击强度的3晶型。
聚乙烯PERT、聚丙烯PPR、聚丁烯PB特点比较
聚乙烯PERT、聚丙烯PPR、聚丁烯PB特点比较聚乙烯PERT特性：聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70～-100℃)，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸)，常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性能优良；但聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的，耐热老化性差。
聚丙烯PPR特点：强度刚度小,硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在100度左右使用.具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响,但低温时变脆、不耐磨、易老化.适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件聚丁烯PB特点：温度使用范围-20°C 到+110°C 之间，因为原材料稀少，所以目前生产厂家较少，具有优良特性，所以被称之为供水管路中的黄金管路。
聚丁烯（PB）管耐热蠕变性能优异，长期高低温性能俱佳，被塑料管道行业誉为“塑料黄金”之称。
在95℃下可以长期使用，最高使用温度可达110℃，并有良好的耐环境应力开裂性，且管材质轻、柔韧、抗冲击性好，是建筑采暖系统尤其是高温散热片采暖系统的管道首选产品，也是建筑冷热给水系统的高档化象征。
产品特性1.重量轻，柔软性好，施工简单PB管道重量为镀锌钢管的1/20，易于搬运，最小弯曲半径为6D(D：管外径)。
2.耐久性能好，无毒无害。
因其为高分子带聚合物，分子结构稳定，使用寿命可达50-100年，且无毒无害。
3.抗紫外、耐腐蚀PB管抗紫外线和微生物侵害，对水质不会造成任何影响。
4.抗冻耐热性好在-20℃的情况下，具有较好的低温抗冲击性能，管材不会冻裂，解冻后，管材能恢复原样，可耐100℃以下的高温。
5.管壁光滑，不结垢内壁光滑，同镀锌管比较，可增加水流量30%。
6.连接方式先进连接方式为一体化热熔连接，因此在埋设时，可避免因温度变化和水锤现象引起管的移动及连接处的渗漏。
7.节约能源保温性好，PB用于低温地面辐射采暖时，可节省能源30%。
聚全氟乙丙烯膜材料老化寿命推算
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十一、验收 提供材料寿命推算详尽的测试原始记录和试验报告， 并对委托方的项目验收 提供技术协助。
十二、风险分析 由于材料的使用环境与试验条件存在一定的差别， 本次试验得出的结论不保证与 实际使用情况完全相符。联系方式： 广州合成材料研究院 化学工业合成材料老化质量监督检验中心（广州） 广东省质量监督涂料产品检验站 联系人：牛天朋 手机：13825737118 电话：020-32377723 传真：020-32377731 地址：广州市天河区车陂西路 396 号
四、试验设备 氙灯老化试验箱 热空气老化试验箱 万能试验机 天平
五、试验性能的选择 5.1 选择原则 材料使用时最主要需保持的性能， 另外需考虑不同材料性能对老化的敏感程 度，一般由委托方提供或双方协商决定。当所需考察的性能较多时，可通过预实 验初步选择几种老化下降较快的性能。但建议对主要性能均进行测试，因为预实 验的时间短，不能反映性能下降的长期趋势，有些性能在初期下降缓慢，但中长 期会有突降的情况发生。对于塑料类材料，可选用以下性能：拉伸性能、弯曲强 度、冲击强度、压缩强度等。 5.2 全氟聚丙烯膜材料性能的选择 本次试验的材料为全氟聚丙烯膜材料，用途为大棚膜材料，环境为户外。主 要期望能保持的性能有两个一是拉伸性能，包括拉伸强度和断裂伸长率；其二是 外观，通过色差、变色评级反映。
聚丙烯
As
I
S（%）
0.6
0.8
1.0
图22 PP的S与AsI 的关系
物理性能 PP是所有树脂中最轻的品种之一，密度为0.90 ~ 0.91 g / cm3 ,仅大于聚4 - 甲基 -1-戊烯。吸水率低，仅为 0.01～0.04％。PP中晶相与非晶的密度分别为0.94和0.85， 其差值较小，因此与PE相比PP具有较好的透明性，而茂 金属PP（ mPP ）的透明度可达96%[45]，能与PET和PS相 媲美。 力学性能 强 度 拉伸屈服强度 与PP的MI和等规度IIP的关系如图63 所示。当IIP相同时，随着MI的增大，拉伸屈服强度升高；
40
1
δy/MPa
35
2 3
30
25 0 0.4 0.8
lgMI IIP（%） 1 95∽96 2 88∽90 3 83∽84
1.2
1.6
图63 IIP、MI与拉伸屈服强度δy的关系
当MI一定时，随着IIP的提高， 拉伸屈服强度增加。这主要是 因为MI大的PP具有较低的分 子量，易于结晶，结晶度高， 拉伸屈服强度高，反之MI小， 分子量大，PP分子不易结晶， 结晶度低，拉伸屈服强度低。 PP的结晶能力不仅与分子量的 大小有关，而且还受IIP的影 响，IIP增加，结晶能力强， 结晶度高，因此，PP的拉伸强 度随IIP的增加而上升。由此 可以看出，对于PP MI和IIP是 两个重要参数。
表 4 PP的耐应力开裂性
MIg/10min 均聚PP 8 1.5 共聚PP 0.3 4.0 开裂时间h* 50~100 200~300 700~900 ＞1000
耐化学试剂性能 PP有优良的耐化学试剂性能，且随结晶度的增加而提高。 由于PP中存在叔碳原子，因此易被氧化性（试剂）
聚丙烯塑料的改性及应用
聚丙烯塑料的改性及应用概述聚丙烯（Polypropylene，简称PP）是一种常见的塑料材料，具有良好的加工性能、强度和耐化学腐蚀性。
然而，聚丙烯在某些方面的性能还有待改善。
改性聚丙烯通过添加不同的添加剂、改变配方比例或改变加工工艺等方式，改善了聚丙烯的某些性能，扩展了其应用范围。
本文将介绍聚丙烯塑料的改性方法及其在各个领域中的应用。
聚丙烯塑料的改性方法1. 添加剂改性添加剂改性是最常见的一种聚丙烯塑料改性方法。
通过向聚丙烯中添加不同的添加剂，可以改变聚丙烯的物理、化学性能，提高其加工性能和耐候性。
常见的添加剂包括： - 填充剂：如碳酸钙、滑石粉等，可以提高聚丙烯的刚性和抗冲击性； - 阻燃剂：如氯化磷、硫酸铵等，可以提高聚丙烯的阻燃性能； - 稳定剂：如抗氧剂、紫外线吸收剂等，可以提高聚丙烯的耐氧化和耐候性； - 助剂：如流动剂、增韧剂等，可以改善聚丙烯的加工性能。
2. 共混改性通过与其他聚合物进行混合，可以改善聚丙烯的性能。
常见的共混改性方法有物理共混和化学共混两种。
•物理共混：将聚丙烯与其他聚合物机械混合，形成共混体系。
物理共混可以改善聚丙烯的强度、韧性和耐热性。
•化学共混：通过共聚反应或交联反应，将聚丙烯与其他聚合物进行化学结合。
化学共混可以显著改善聚丙烯的力学性能、热性能和耐化学性。
3. 改变配方比例通过改变聚丙烯的配方比例，如增加共聚单体的含量、调节分子量分布等方式，可以改变聚丙烯的结晶度、熔体流动性和力学性能。
•增加共聚单体含量：在聚丙烯的聚合过程中，加入适量的共聚单体，如丙烯酸、丙烯酸酯等，可以改善聚丙烯的柔韧性、降低结晶度。
•调节分子量分布：通过控制聚合反应条件，可以得到不同分子量分布的聚丙烯，从而改善聚丙烯的加工性能和力学性能。
聚丙烯塑料的应用领域聚丙烯的优良性能使其在各个领域都有广泛的应用。
1. 包装行业聚丙烯具有较高的刚性和抗冲击性，被广泛用于包装行业。
聚丙烯制成的塑料包装材料可以应用于食品包装、医药包装、化妆品包装等领域。
38土工合成材料的老化性能研究
号为：GB / T 3681 - 2000。
3 人工气候试验和大气老化试验的相 关性及土工合成材料的寿命预测
通过人工气候试验寻求与大气老化试验结果之 间的换算关系或相关模型，以期在较短时间内预测 土工合成材料在实际使用环境下的使用寿命，是一 个非常活跃的研究领域。国内外为解决这一问题，
进行过大量的试验研究，发展了各种老化试验方法 和测试技术，以及如何利用这些方法去获得有用的 数据。有 关 相 关 性 的 建 立 方 面， 尽 管 由 于 试 验 条 件、换算方法等的不同而导致结论各不相同，但各 国都十分重视这方面的研究工作，也产生了许多预 测方 法。概 括 起 来， 可 以 将 这 些 方 法 分 为 两 大 类［1，9 ～ 11］：
由于影响材料老化因素的复杂性以及大气老化 条件的不确定性，到目前为止，所有的方法都是定 性的，得到的模型也是经验模型，受试验结果的影 响比较大。
从本质上讲，土工合成材料的原料和塑料的原 料相同。因此在建立土工合成材料大气老化和人工 老化的关系模型时，不妨借鉴塑料寿命预测方面的 一些方法和模型［12］。
规定了实验室光源曝露试验方法的技术资料和通则；规定
了测定辐照度和辐照量的方法及黑标准温度计和黑板温度
计；但不包括曝露结果的评定方法。该方法可参见 GB / T 15596 - 1995。
中
规定了以氙灯为光源，模拟和强化自然气候中主要因素的
国
*1GB9344 - 88
塑料氙灯光源曝露 试验方法
一种人工气候加速老化试验方法；适用于在规定的条件下， 以加速老化试验获得近似于自然条件下的耐候性结果；适
是尽量采用与实际应用场合接近的条件进行老化试
36
杨旭东等 土工合成材料的老化性能研究
聚丙烯pp是什么材料
聚丙烯pp是什么材料
聚丙烯（PP）是一种热塑性树脂，具有良好的机械性能和化学稳定性，被广泛
应用于包装、医疗器械、汽车零部件、家电等领域。
作为一种常见的塑料材料，聚丙烯在我们的日常生活中扮演着重要的角色。
那么，聚丙烯到底是什么材料呢？
首先，聚丙烯是由丙烯单体聚合而成的聚合物。
丙烯是一种烯烃类化合物，其
分子结构中含有双键，使得丙烯分子具有较高的反应活性。
在聚合过程中，丙烯分子通过开环聚合反应，形成线性或支化的聚合物结构，这就是聚丙烯的基本结构。
聚丙烯分子中的碳链结构使其具有较好的耐热性和耐化学性，同时也赋予了聚丙烯良好的加工性能。
其次，聚丙烯具有较高的结晶性。
由于其分子链的线性结构和较简单的分子结构，聚丙烯在晶态区域内具有较高的结晶度，这使得其具有较高的刚性和强度。
同时，聚丙烯也具有较好的耐疲劳性和耐冲击性，使其成为一种优秀的工程塑料材料。
在实际应用中，聚丙烯可以通过改变结晶度和分子结构，来调节材料的性能，满足不同领域的需求。
此外，聚丙烯还具有良好的耐化学性。
由于其分子结构中不含有芳香环结构，
聚丙烯对酸、碱等化学品具有较好的稳定性，不易发生化学反应，因此在化工领域得到广泛应用。
同时，聚丙烯还具有较好的耐候性和耐老化性，能够在户外环境中长期稳定使用。
总的来说，聚丙烯是一种具有良好机械性能、化学稳定性和加工性能的热塑性
树脂材料。
其在包装、医疗器械、汽车零部件、家电等领域的广泛应用，充分展现了其在现代工业中的重要地位。
随着科技的不断进步和人们对材料性能要求的提高，相信聚丙烯在未来会有更广阔的应用前景。
聚丙烯的结构、性能和应用
聚丙烯的结构、性能和应用一、聚丙烯（聚丙烯）的结构聚丙烯是一种高分子化合物，是一种通用合成树脂（或通用合成塑料），由于它是烯烃的聚合产物，因而又是一种聚烯烃树脂。
聚丙烯的结构是指高聚物内部组织，它有两层意义：一是指聚丙烯分子内部的组织和形态，称为分子结构，二是指这些大分子聚集在一起的形态，称为聚集态结构。
1.聚丙烯的分子结构对一般的单烯烃聚合物可用通式（2-CH2）n表示。
R当-R为CH3-时即为聚丙烯，按CH3-在分子中的排布（位置、配向、次序等）不同，可分为三种立构异构体，即等规聚丙烯、间规聚丙烯和无规聚丙烯，等规聚丙烯所有的甲基都排在平面的同一侧。
间规聚丙烯的甲基有规则的交互分布在平面的两侧。
无规聚丙烯的甲基无秩序地分布在平面的两侧。
在三种立体异构体中，等规和间规聚丙烯都属于有规聚丙烯，有规聚丙烯的结晶度高，根据X射线对结晶性聚丙烯的研究，测得其分子链的等同周期为6.5×10-10m，C-C键角为109°28′,C-C原子间键距为1.54×10-10m，据此设想出等规聚丙烯的三重螺旋结构。
以上所述均指聚丙烯的均聚物，聚丙烯聚合物中还有共聚物，如以丙烯为主要单体，以少量乙烯为第二单体（或称共聚单体）进行共聚而成的聚合物，共聚物按其立体结构的规整性又可分为无规共聚物和嵌段共聚物，制取共聚物的目的是为了改善均聚物的某些性能（如耐寒、耐温、抗冲性能等）以满足特殊用途的需要。
2.聚丙烯的聚集态结构高分子的链结构是决定高聚物基本性质的主要因素，而高分子聚集态结构是决定高聚物本体性质的主要因素，也就是说，其使用性能直接取决于加工成型过程中高分子所形成的聚集态结构。
聚丙烯和其它高分子一样，是由很多大分子聚集在一起的，分子间存在着相互作用，通常之间的作用力包括范德华力和氢键，使聚丙烯的大分子聚集在一起，并赋予它特定的性能，大分子聚集态通常有下述两种情况：（1）无定形态当很多分子在一起时，如果分子间杂乱无章，没有一定次序地相互堆在一起，这种结构称为无定型形态，这种结构比较疏松，密度低，分子容易运动，强度也低。
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信息记录材料２ ０１ ８年６月第１ ９卷第６期 聚丙烯的耐老化性能研究 孟 丹， （乐凯胶片股份有限公司 董丽荣
河北 保定０ ７ １ ０ ５ ４）
【摘要】本文简述了聚丙烯老化的影响因素和老化机理。研究了不同种类的防老化剂对ＰＰ膜光氧及热氧老化性能的 影响，同时研究了不同类型聚丙烯的耐老化性能。通过添加多种添加剂大幅提升聚丙烯的耐候性，使其满足光伏背板内 粘结层的要求。 【关键词】聚丙烯；老化；防老化剂 【中图分类号】ＴＱ３２５．１４ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】１００９－５６２４（２０１８）０６－０００１－０４
ＴｈｅＳｔｕｄｙｏｎａｇｅｉｎｇｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｐｏｌｙｐｒｏｐｙｔｅｎｅ ＭｅｎｇＤａｎ，ＤｏｎｇＬｉｒｏｎｇ． ［ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｆａｃｔｏｒ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ａｇｉｎｇ ｏｆ ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ａｇｉｎｇ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｎ ｔｈｅ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ＰＰ ｆｉｌｍｓ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅ ａｇｉｎｇ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｗａｓ ａｌｓｏ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ ｗｅａｔｈｅｒ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｗａｓ ｇｒｅａｔｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅｄｂｙａｄｄｉｎｇａｖａｒｉｅｔｙｏｆａｄｄｉｔｉｖｅｓｉｎｏｒｄｅｒｔｏｍｅｅｔｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｉｎｎｅｒｌａｙｅｒｏｆｔｈｅｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｂａｃｋｓｈｅｅｔ． ［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ；Ａｇｉｎｇ；Ａｇｅ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ
１引言 光伏背板是一种高可靠的封装材料，其材料组成一般 为ＰＥ、ＥＶＡ、ＰＥＴ和氟材料，近两年逐渐有国外企业使用 聚丙烯作为背板组成部分。聚丙烯是一种广泛应用于机械、 电力、化工等行业的高分子材料，其在合成及生产加工各 个环节中容易出现相对分子质量降低、表面泛黄以及至成 品表面龟裂等老化现象，对其正常应用产生了极大的影响。 要使聚丙烯满足背板中的应用需求，就必须大幅提升聚丙 烯的耐候性。 １．１聚丙烯的老化机理 各国在很早就对高分子材料的老化进行了研究。进入 ９０年代，研究的热点主要集中在高分子材料的热氧老化ｕ 、 光氧老化、化学介质中的老化机理及稳定化瞳 。各种高分 子材料都具有各自一定的分子结构，其中某些部位含有弱 键和缺陷，这些弱键和缺陷自然成了材料老化的突破口， 即这些弱键和缺陷成为化学反应的起点，并引发一系列的 化学反应，使材料分子结构发生变化，分子量下降。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将叔碳原子上的氢脱除成为叔碳自 由基。聚丙烯的氧化反应的一般机理分为以下三步 。 链引发：聚丙烯结构中的叔碳原子在光、热和氧的作 用下极易生成自由基： ＲＨ—叫Ｒ 十Ｈ ＲＨ十０２—— 十Ｈ（）２ 链传递：自由基自动催化生成过氧化自由基和大分子 过氧化物，过氧化物分解又产生自由基，自由基又可和聚 合物反应，使自由基不断传递，反应延续： 齄 ＋０２——崛ｒｘ＞ ）。十ＲＨ——．Ｒ《 Ｈ＋ Ｒ（Ｘ）Ｈ— 【） 十啪 ２ＢＯＯＨ——·ｍ ＋ ’Ｏ ＋Ｈ２０ ） ＋ＲＨ—— 耩（玳十Ｒ 《舯＋ＲＨ——１４ＯＨ￣ Ｒ 链终止：自由基相互结合生成稳定的产物，终止链反 应： ２ Ｒ（） ——崛ｆ勋 ｛ （》２ Ｒ 疆） ——·糍）《）Ｒ ２Ｒ —— Ｒ～Ｒ ＰＰ降解的化学变化主要是形成醛、酮、羧酸、酯和 丫一内酮，形成的挥发性组分主要是水。物理变化主要在 于分子链断裂后的后果，即高分子相对分子质量下降，进 而造成一系列力学性能的下降。 ｉ．２提高聚丙烯耐候性方法 光稳定剂和抗氧剂：提高材料抗老化性能的传统方法 是添加光稳定剂和抗氧剂，这种方法对聚合物的防护作用 是通过优先吸收机理来实现的。主要是在太阳光紫外区中， 抗老化剂对紫外线的吸收能力应该强于聚合物及其所含可 以引发光化学反应之杂质的吸收能力。 纳米粒子改性ＰＰ抗老化性：有些无机纳米材料（如 纳米ＺｎＯ、纳米ＴｉＯ。等）对紫外线具有强吸收性能。Ｔｉ０ 的特殊结构使其具有强烈吸收紫外线的能力，此外复合材 料中的ＴｉＯ 折光指数较大，对紫外线有较强的屏蔽作用， 另外纳米Ｔ ｉ ０ 尺寸小，其独特的纳米尺寸效应对紫外线 有很强的散射作用 。 改性蒙脱土、滑石粉改性ＰＰ抗老化性：有研究表明 通过熔融混合少量有机蒙脱土可以使聚丙烯的模量和冲 击强度明显提高，此外，有机蒙脱土的加入，可以减少 紫外辐照对聚丙烯造成的力学性能下降 。滑石粉和碳 酸钙的“混合”效应提高了聚丙烯复合材料抵抗恶劣自 然环境的能力，即使复合材料的表面老化严重，但滑石 粉和碳酸钙能够保护复合材料的内部结构不受损坏。研 究同时发现经过表面处理的滑石粉和碳酸钙填料也有助 于保留复合材料的机械性能，因此增强了复合材料的耐 候性＿８］ｏ
２实验部分 ２．１主要原料，见表１
１ 圃堡：坠 ± 堑 ！查 表１原材料表 Ｔａｂｌｅ．１ Ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ １ｉｓｔ
２．２仪器与设备，见表２。 表２设备一览表 Ｔａｂｌｅ．２ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｌｉｓｔ
２．３样品制备 按照表３中的不同配方将ＰＰ颗粒、二氧化钛和防老 化剂混合均匀，然后通过单螺杆挤出机挤出成ｉ００ ｌｌ ｍ厚 的薄膜，冷却收卷。挤出温度为２００～２４０℃。 裁取相应大小的ＰＰ膜样片，分别在紫外光加速老化 箱和烘箱内进行紫外和热氧加速老化。见表３。
表３不同ＰＰ膜配方表 Ｔａｂｌｅ．３ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｏｒｍｕｌａ ｏｆ ＰＰ ｆｉ ｌｍ 实验编号 配方 ＩＰＰ 嵌段ＰＰ
ＨＰＰ ４份Ｔｉ０２＋９６份｝ＩＰＰ ０．２５份１６８＋４份ＴｉＯｚ＋９６份｝Ⅱ）Ｐ ０．２５份７７０＋４份Ｔｉ０￣＋９６份ＨＰＰ ０．２５份１０１０＋４份Ｔｉ０２＋９６份 Ｐ ０．２５份１６８＋０．２５份７７０＋０．２５份１０１０＋４份Ｔｉ０２＋９６份职Ｐ ０．２５份１６８＋０．２５份７７０＋０．２５份１０１０＋４份Ｔｉ０２＋２５份ＰＥ＋ＩＯ 份ＰＯ＋６０．２５份ＨＰＰ
２．４结构表征与性能测试 拉伸试验：按ＧＢ １０４０－－１９９２通过万能拉力机进行， 拉伸速度：ｌＯＯｍｍ／ｍｉｎ。红外与ＳＥＭ测试均在乐凯研究院 物化室进行。
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３结果与讨论 ３．１光氧老化 ３．１．１不同类型聚丙烯的耐紫外性 分别将无规聚丙 烯ＲＤ２０８ＣＦ、嵌段聚丙烯Ｂ３３０Ｆ和等规聚丙烯ＨＤ６０１ＣＦ制 成膜片放入紫外老化箱中进行加速老化，辐照量１５ｋｗ·ｈ／
，结束实验后，发现三张聚丙烯膜片均出现不同程度额 开裂卷曲现象。因膜片出现开裂现象，无法对材料的力学 性能进行评估，所以为确定聚丙烯老化情况，对老化后的 膜片进行红外分析。见图ｌ。
ｔ■¨ ｔ 图１紫外老化前后红外光谱图
Ｆｉｇ．１ Ｉｎｆｒａｒｅｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ ａｇｉｎｇ
红外光谱是研究聚烯烃降解的有效方法。聚丙烯的降解 过程是：在降解初始阶段，主要是高分子链产生烷基自由基， 其进一步氧化生成氢过氧化物，氢过氧化物可降解生成烷氧 自由基，然后烷氧自由基结合聚合物链上的氢原子发生 断裂，最后生成含有羰基基团的各种不同种类的产物，从而 使聚丙烯基体发生降解。因此，可采用红外光谱检测降解后 聚丙烯的羰基含量来表征聚丙烯降解的程度，由图１看出， 经紫外老化后的聚丙烯在１７１２ｃｍ 处出现了明显的吸收峰， 通过对比可以发现，ＥＸ２配方的嵌段聚丙烯１７１２ｃｍ 处吸收 峰最大，说明嵌段聚丙烯在紫外老化过程中出现了非常严重 的降解，生成大量羰基。造成嵌段聚丙烯紫外降解严重的原 因可能是材料本身的透光率低，吸收紫外线的能力强造成的， 吸收的紫外光越多，聚丙烯自身的降解就越快。 ３．１＿２不同防老化剂对聚丙烯耐紫外性能的影响 将含有不同类型防老化剂（受阻酚主抗氧剂１０１０、亚 磷酸酯辅助抗氧剂１６８、受阻氨光稳定剂７７０和含有三者 的复合抗氧剂）的聚丙烯薄膜（含有４％二氧化钛）放入 加速紫外老化箱中进行紫外老化。通过机械性能的变化来 评价三类抗氧剂对于聚丙烯薄膜的保护效果。 含有不同类型防老化剂的聚丙烯薄膜在经历长期紫外 照射后表现出了不同的防老化剂特性，如图２所示，含有 ０．２５％受阻氨光稳定剂的聚丙烯薄膜ＥＸ７，在经历紫外照 射３０Ｋｗ·ｈ／ＩＩ１２后，机械性能并没有发生明显的劣化，但 是当总辐照量达到６０Ｋｗ·ｈ／ｍ 时，ＥＸ７的拉伸强度继续降 低到２４Ｍｐ ａ，断裂伸长率极速下降到４７％，薄膜机械性能 的变化趋势可以说明，受阻氨光稳定剂７７０对于聚丙烯薄 膜的防紫外非常有效，它能够高效捕捉紫外光引发的自由 基，快速终止断链反应的持续，在前３０Ｋｗ·ｈ／玎ｒ表现得 很好，但是后来由于光稳定剂的持续消耗，不足以抵御聚
１ ２ ３ ４ Ⅲ 吣眦堡皇 ！查堑 塑 匣 画 丙烯薄膜６０ｋｗ·ｈ／ 的紫外辐照量，导致机械性能快速 下降；含有亚磷酸酯１６８的聚丙烯薄膜ＥＸ６并没有表现出 防紫外效果，机械性能与不含防老化剂的ＥＸ４接近，亚磷 酸酯抗氧剂作为辅助抗氧剂，它能够分解氢过氧化物，主 要作为加工时防老化剂使用，能够减少聚丙烯薄膜加工时 的黄变，对于聚丙烯薄膜的防紫外无效；含有受阻酚主抗 氧剂的聚丙烯薄膜ＥＸ８对于聚丙烯的防紫外有一定作用， 但是效率不如光稳定剂；含有三种防老剂的聚丙烯薄膜 ＥＸ９在经历紫外照射后，机械性能的保持并不比只含光稳 定剂的ＥＸ７好，可能三种防老剂在用量上没有把握好，没 有产生协同效应。 Ｏ－矗 Ｏ５ Ｏ‘ Ｏ２ ＯＯ 妻 ＿ｏ４ －ｏ‘ －０．８ ．１ Ｏ １５ ∞ 捞 ３ｏ ∞ 鸲 ∞ ５５ ∞ 瞎蚪辊照鼙（Ｋｗｈ／ｍ。） ０ ５ １０’５ ２０ ２５ ３ｏ ３５∞Ｉ６ ５ｏ ５５∞ 紫蚪辐Ｉｌｃ！链（Ｋｗｌ＇Ｊｍ ） 耋ｍ 譬 Ｏ 繁蚪捌 鼍（Ｋｗｈ／ｒｎ’） 图２黄指数、拉伸强度和断裂伸长率变化图 Ｆｉｇ．２ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｙｅｌｌｏｗ ｉｎｄｅｘ，ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｅｌｏｎｇａｔ ｉｏｎ ａｔ ｂｒｅａｋ 含有不同类型防老化剂的聚丙烯薄膜在紫外老化的过 程中，黄变的情况如图２所示，不含防老化剂的聚丙烯薄 膜在收到紫外照射后黄指数增加较快，然后由于氧漂白作 用，后来黄变有所减小；含有光稳定剂７７０的聚丙烯黄变 最小，继续照射受到氧漂白的作用，有发蓝的情况，光稳 定剂对于聚丙烯黄变的抑制作用非常明显；含有受阻酚抗 氧剂１０１０的聚丙烯薄膜，黄指数一直在变大，这是由于 受阻酚在保护聚合物的同时，也会产生苯醌等生色团，造 成聚合物黄指数的增加。含有三种防老化剂的聚丙烯薄膜 的黄指数控制较好，无明显黄变。 ３．１．３聚丙烯紫外老化表征 含有受阻氨光稳定剂的 聚丙烯薄膜ＥＸ７在经历紫外老化时，前３０Ｋｗ·ｈ／ｍ 机械 性能保持较好，光稳定剂能够对聚丙烯薄膜本体提供保护， 但是对于聚丙烯薄膜表层的保护作用有限，由于受到紫外 光的高强度辐射，聚丙烯薄膜表层很快会发生氧化，产生 羰基，如图３所示，１７１２ｃｍ 处羰基峰随着紫外辐照量的 增加，峰面积也同步增加。从图３上还可以看出，随着辐 照量的增加，ＥＸ７表面的粗糙程度逐渐减小，说明紫外光 的照射能够侵蚀聚丙烯薄膜表面的微观形貌。图４是ＥＸ７ 的ＤＳＣ分析图，从图中熔融所需的能量可以看出，紫外照 射６０Ｋｗ·ｈ／ｍ’后，聚丙烯的结晶度降低，熔融所需的能 量减少；同时，在ＩＯ０￣Ｃ附近出现了较小的熔融峰，可能 是聚丙烯分解产生的短链烯烃的熔融峰。