探讨塑料制品异常变色的现象与原因

日期:2022-08-03 12:05:41 编辑:科思德塑胶 来源:科思德塑胶 浏览:2100
抗氧剂和光稳定剂是提高塑料制品使用性能,增加或提高塑料制品使用价值和附加值的功能助剂,在国内有较好市场发展空间和应用技术前景。近五年来,国内塑料制品使用抗氧剂、光稳定剂的数量越来越大,使用抗氧剂、光稳定剂的品种也呈现多元化趋势。但相对应的是,加入抗氧剂和光稳定剂的防老化塑料制品的变色现象呈多发趋势。在塑料制品存放、运输和使用过程中,均发生了多起塑料制品局部变黄或变粉的现象。
塑料制品的变色现象 
塑料制品局部变黄或变粉的现象,主要发生在塑料生产企业的车间、库房,塑料制品使用企业的库房(包括填装物品后的产品库房),以及塑料制品和塑料制品内装物品后的运输过程。
抗氧剂和光稳定剂是提高塑料制品使用性能,增加或提高塑料制品使用价值和附加值的功能助剂,在国内有较好市场发展空间和应用技术前景。近五年来,国内塑料制品使用抗氧剂、光稳定剂的数量越来越大,使用抗氧剂、光稳定剂的品种也呈现多元化趋势。但相对应的是,加入抗氧剂和光稳定剂的防老化塑料制品的变色现象呈多发趋势。在塑料制品存放、运输和使用过程中,均发生了多起塑料制品局部变黄或变粉的现象。
塑料制品变黄
广西某公司生产的聚丙烯白色集装布,添加国产抗氧剂、光稳定剂,在库房内光线偏暗状态下存放,局部变成微黄色。山东某企业聚丙烯集装袋,织出布卷放在库房内,侧面的折边变黄。河北某企业生产的集装袋,发到客户(运输)时,客户进厂检验发现局部变黄。辽宁某企业,聚丙烯集装袋出口后,存放于国外客户库房,发生局部变黄。江苏某企业,集装袋销售后,存放于客户库房发生变黄。日本某企业,进口中国UV助剂生产聚丙烯母料,2014年5月生产的母料,存放至2015年1月变(黄 红)。福建某企业,聚丙烯集装袋使用后,部分袋子呈现深浅不一的黄变。
变色原因和对策探讨
在正常生产的塑料制品中,变色现象是偶发的。有单独添加抗氧剂或光稳定剂发生的变色,有抗氧剂和光稳定剂配合使用发生的变色,也有不添加抗氧剂和光稳定剂发生的变色。
相对而言,发生变色的几率是:软制品高于硬质品,薄制品高于厚制品,添加防老化助剂的制品高于不添加防老化助剂的制品。
树脂和填充材料引起的变色

聚乙烯、聚丙烯树脂是生产塑料制品必不可少的主要原料,在我们调查、统计的案例中,加工过程没有加入任何抗氧剂或光稳定剂,有塑料制品从挤出机挤出后就发生变色的现象,也有塑料制品在存放过程发生变色现象。在更换同类型其他厂家或其他牌号树脂后,没有发生过变色。当然,不排除树脂中加入了基础抗氧剂,如168、1076、1010等。
对于茂金属催化剂的聚乙烯树脂、生产后存放时间大于三个月的聚丙烯粉料、树脂聚合催化剂残留量过高的聚乙烯或聚丙烯树脂,有可能发生变色现象。
正常熔融指数3~5的某种聚丙烯粉料,存放到熔融指数22时,加入0.3%的白色光稳定剂或抗氧剂,用20双螺杆挤出机造粒时,颗粒变色。
碳酸钙、钛白粉或相应母料等,如金属杂质的含量偏高,也会引起制品着色。如铁(Fe)含量过高时,塑料等制品存放、并遇适当条件时,铁受到氧化变成氧化铁Fe2O3(三氧化二铁、铁红,红棕色粉末),而致使塑料制品变色。
钛白粉中如果含有过量铁、镍、铬等杂质,经过一定条件的不完全氧化,这些杂质会形成相应氧化物,变成红褐色,致使塑料制品变色;完全氧化或400nm以下的紫外线照射时,这些氧化物会再发生化学和物理变化,褪色或无色。据中国粉体网报道,如氧化铁在金红石型钛白粉中的含量大于0.003%时,金红石型钛白粉对杂质更为敏感。
经表面处理的高纯、优质钛白粉,如果在高搅混料机或挤出机进料段停留时间过长,可因剧烈摩擦而破坏部分表面处理层,也会导致制品变色。建议混料阶段,尽可能地减少钛白粉的混合时间。
环境条件引起的变色
同一批生产的塑料制品,销售给A、B二个客户使用,没有发生变色现象;而销售给C客户使用,在C客户的库房发现变色,这是典型的环境条件引起的变色问题。
变色现象多发于库房,尤其是空气流通不畅的库房;在塑料制品的生产车间内,基本没有发生过塑料制品的变色现象
一般厂家的库房是用柴油叉车或汽油叉车进行物品运送,库房内空气中含有过量的不稳定氮氧化物NOx,这些NOx在库房内长期积聚,库房空气中的NOx含量大幅度增加。
有的NOx本身就是着色物质,如:二氧化氮NO2是一种棕红色、高度活性的气态物质。NOx大量附着或被吸附到塑料制品的裸露边缘时,必然导致塑料制品边缘变色。NOx是化学活性物质,具有氧化性能和催化氧化性能,对于塑料制品中的各种有机和无机的化学化合物,可以发生氧化反应,进一步致使制品变色。
同一型号树脂,在汽油和柴油尾气环境中,柴油尾气致使树脂变色。
如确定塑料制品因环境因素变色,更换树脂厂家是解决变色的有效方法之一。
黄色母料存放于空气和(80%空气 20%NO2)中,常温条件60天。(80%空气 20%NO2)环境中的母料外观明显变深。
以深色母料2%的加入量,制成聚丙烯样板,放置于80℃恒温热老化箱中,70小时表面开始变粉,83小时粉色明显。
以红褐色母料2%的加入量,制成聚丙烯样板,放置于80℃恒温热老化箱中,12小时表面开始变粉,19小时粉色明显。因此,高浓度NOx等环境因素是引发塑料制品变色的重要因素之。
环境条件引起的变色问题,关键在于环境因素,也是加成助剂下一阶段的排查、试验模拟和根本防治变色的工作重点。
助剂异变引起的变色
塑料助剂添加于塑料制品中,在一般或正常的加工、存放和使用过程是稳定的,不会导致或引发塑料制品变色。
塑料助剂几十年的发展和使用历程,也说明了现有及现用的塑料助剂的稳定性。例如,有观点认为受阻酚抗氧剂引起塑料制品变色,如果受阻酚抗氧剂容易、并经常导致塑料制品变色,受阻酚抗氧剂就不会有长达60年左右的使用历程,也不会在当今塑料制品中广泛使用。
塑料助剂毕竟是化学品,在塑料制品加工、存放和使用过程中,受到多种非正常因素诱发、产生分子结构异变,则导致塑料制品变色。我们不能因噎废食,找到塑料助剂被诱发及异变的关键原因,才可以根本解决塑料制品的变色难题。
 

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