HDPE加工中塑料复合抗氧剂js-1的抗热氧化效果

来源：塑胶五金网发布时间：2008-01-02 15:45:06点击率：

由图1可以看出，S一5(空白试验)在不加抗氧剂时，聚乙烯挤出加工中受热，分子链之间产生交联，使熔融指数迅速下降。S一1，S一2，S一3，S一4加入抗氧剂对聚乙烯加工中的热氧老化现象有明显的抑制效果，但是经过多次挤出造粒，分子中有少量分子链断裂，使得熔融指数都有上升的趋势。S一1，S一2是工业装置生产HDPE颗粒普遍使用的配方，S一4为自制的配方，从图中明显看到，S一4样随挤出次数的增多，熔融指数上升波动性小，说明加工稳定性较好。

    介绍了自制的复合抗氧剂JS一1在高密度聚乙烯(HDPE)加工中的抗氧化效果。通过对聚乙烯多次加工前后熔体指数的变化来评价其抗热氧老化性，并与其它种类抗氧剂在聚乙烯加工中热氧化效果进行对比，进一步证明JS一1是一种优质、高效的新型体系。

    聚乙烯在加工时受热将发生大分子断裂降解，致使分子量减小，熔体指数上升，加入抗氧剂可以有效地遏止或减缓这种热氧老化现象的发生[1]。目前，这类抗氧剂很多，但是为了能使PE满足更高的要求，抗氧剂的效果还在力求更好。对抗氧剂效果的评价方法很多，对于在PE加工中使用的抗氧剂，评价方法有熔体指数测定比较法，氧化诱导期法，傅立叶变换红外光谱法和氧吸收法等[2]。其中测定PE加工前后熔体指数，观察其数值变化的方法是比较接近实际加工过程的，也是在普通实验室比较容易做到的评价方法。由于此种方法取样量大，有利于避开抗氧剂分散不匀造成的问题，而其它评价方法有时出现实验误差大，数据分散，往往与取样的随机性和典型性有关。所以本研究工作使用熔体指数测定比较法来评价Js—l的抗氧化效果。

1 实验部分

    1．1 原材料的选择
    HDPE5000S粉料，大庆石化公司；LLDPE7042粉料，大庆石化公司。实验所用的抗氧剂如表l。

1．2 主要仪器及设备

GH一10DC高速混合机，北京塑料机械厂产；哈克扭矩流变仪，西德哈克公司产；ceast6542熔体流动速率测试仪，意大利西斯特产；YX一50型压片机，上海伟力制造厂产；AG一5000A型拉力试验机，日本岛津造；差示扫描量热仪(DSC)，美国杜帮公司产。

1．3 实验方法

1．3．1 氧化机理[1]

聚烯烃的热氧老化分3个阶段，即：

因游离基在分子链上所处的位置不同，故终得到的是既有降解也有交联的稳定产物。

1．3．2 实验配方

根据PE的氧化机理可知，能有效地延缓聚烯烃的热氧化过程一游离基链式反应过程，必须抑制游离基和破坏氢过氧化物。因此采用酚类游离基抑制剂加亚磷酸酯类氢过氧化物分解剂并用，可得协同效果。配方如表2。

1．3．3 实验步骤

将未加任何助剂的HDPE5000S粉与适量抗氧剂在高速混合机中混合3 min，经哈克流变仪挤出造粒，取出少量粒子测定熔融指数及压片，进行力学性能测试，然后再将挤出所得颗粒进行第2次挤出加工，反复进行5次，从而得到各种抗氧体系随挤出次数增加对PE熔融指数的影响关系，达到比较其抗热氧老化效果的目的。挤出工艺条件：温度170 ℃、190℃ 、210 ℃、208 ℃；螺杆转速48 r／rain。
1．4 测试标准

熔融指数测定：按ASTM D1238方法的条件进行测试；拉伸性能测试：拉伸性能测试依据GB1040进行，拉伸速度是100 mrn／min，试验温度23&pmn;2℃ ；氧化诱导期：氧化诱导期测定依据QTC DQC0037—1999进行，测试条件为O2浓度100 mL／min，N2浓度100 mlfmin，200℃恒温。

2 结果与讨论

2．1 不同抗氧剂在聚乙烯加工中的抗热氧老化效果

不同抗氧剂在聚乙烯加工中的抗热氧老化效果见图1。

2．2 各种抗氧剂对PE力学性能的影响

在多次挤出造粒过程中，不同类抗氧剂在用量(重量百分比)相同时，其效果不同。5种抗氧体系对HDPE的拉伸强度及断裂伸长率影响情况如图2、图3所示。

从图2、图3可以看出，S一5样是无助剂配方，其力学性能随着挤出次数的增加下降大，而S一1，S一2，S一3，S一4四个试样的力学性能随五次挤出造料变化都不大，说明材料都具有很好的抗热氧老化性，其中S一4样的力学性能变化
小，这与MI值变化一致。

2．3 氧化诱导期法做对比试验

为了进一步证实JS一1的抗氧化效果，将上述五种配方的第五次造粒的产品分别进行氧化诱导期测试，测试结果如表3。

合格的HDPE5000S粒料产品，按照同样的测定方法测试，其氧化诱导期是24 min左右，从表3看出，S一5样是空白样，氧化诱导期短，其余加入抗氧剂的4个试样对PE的抗氧化效果相差不大，尤其S一4样的氧化诱导期长，说明JS一1抗氧化剂的抗氧化效果。

3 结论

   (1)酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配，对ttDPE的多次挤出加工有很好的抗热氧老化效果。
    (2)复合抗氧剂JS一1在HDPE的多次加工中，有较好的抗热氧老化效果，是一种优质、高??过程中应用。
    参考文献
    [1] 高分子材料老化与防老化．化学工业出版社，1978
    [2] 刘英俊．等．塑料，1995．(5)：45

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