耐高溫尼龍的抗老化研究.pdf

1、本文研究了金紅石型鈦白粉、抗氧劑、群青、偶聯(lián)劑對聚鄰苯二甲酰胺(PPA)的增白抗老化作用，用雙螺桿擠出機加工制備了含有不同助劑的鈦白粉R104/PPA、鈦白粉RCL-69/PPA的改性產(chǎn)物，對其力學(xué)性能、藍光自度(R457)、黃色指數(shù)(YI)等分別進行了研究。利用紅外光譜分析了PPA在老化過程中發(fā)生的結(jié)構(gòu)變化。利用阿雷尼烏斯方程預(yù)測了150℃下鈦白粉R105含量為14％的PPA試樣拉伸強度的壽命。
　　熱失重測試表明:熱重曲線上2

2、90℃到350℃的較小失重區(qū)是PPA加工過程中輕微熱氧化引起的，PPA的加工及使用溫度范圍是在280-400℃之間。蘇威公司型號為A-4000的PPA熱穩(wěn)定性要好于型號為A-1000的。幾種含抗氧劑試樣與空白樣熱重曲線的起始分解溫度排序為:H3373＞KBG779＞H10＞空白樣。在加工過程中，抗氧劑H3373的抗氧化效果要好與其余兩者。
　　抗氧劑對PPA混合物力學(xué)性能的影響:抗氧劑H3373及復(fù)合耐黃變劑KBG779都能很好的

3、減緩PPA在加工過程中的熱氧老化引起的力學(xué)性能下降，抗氧劑H3373的效果要好于KBG779。未經(jīng)過人工老化處理的含抗氧劑H3373的試樣具有最高的拉伸強度、彎曲強度，分別為55.7MPa、111.7MPa，在180℃下加速老化12h后H3373試樣仍能保持47.4 MPa的拉仲強度，彎曲強度也能達到97.3 MPa，沖擊強度仍有18.3 MPa。
　　抗氧劑對PPA混合物藍光白度及黃色指數(shù)的影響:抗氧劑H10屬于無機磷酸鹽類，其

4、含的金屬離子會使得PPA呈現(xiàn)灰藍色。在PPA增白及白度保持方面使用抗氧劑H3373較好。在PPA抗黃變方面可以選擇使用復(fù)合耐黃變劑KBG779或者抗氧劑H3373。
　　鈦白粉對PPA混合物力學(xué)性能的影響:在未添加抗氧劑的條件下，鈦白粉R104試樣的拉伸強度要稍高于RCL-69試樣，在180℃下老化12h后試樣的拉伸強度只能維持在40MPa左右。此外，鈦白粉R104在與抗氧劑H3373配合使用時，力學(xué)性能受老化影響較小。隨著鈦白粉

5、含量的增加，PPA混合物老化前后的拉伸強度也在增加。鈦白粉的添加在一定程度上有利于提高PPA的加工穩(wěn)定性。對于不同鈦白粉試樣而言，造成力學(xué)性能差距的主要原因在于欽白粉與塑料的相容性。實驗選用的兩種鈦白粉是采用氧化硅水合物、氧化鋁水合物進行的表面處理。
　　鈦白粉對PPA混合物藍光白度及黃色指數(shù)的影響:添加鈦白粉能夠非常明顯的改變PPA混合物的藍光白度，隨著鈦白粉R104含量的增加，PPA混合物的藍光白度快速升高。當鈦白粉含量增加到

6、10％后PPA試樣的藍光白度值達到白色基本要求的80，此后藍光白度的升高趨勢逐漸減緩。兩種鈦白粉與耐黃變劑KBG779配合使用時，對PPA的增白效果相近。鈦白粉R104配合抗氧劑H3373使用時，在PPA增白方面表現(xiàn)出了優(yōu)異的協(xié)同作用。但是隨著鈦白粉R104含量的增加，PPA混合物的黃色指數(shù)先降低后增加。鈦白粉RCL-69在與耐黃變劑KBG779使用時PPA混合物的黃色指數(shù)較低。鈦白粉R104在與耐黃變劑KBG779或抗氧劑H3373使

7、用時，在抗黃變方面表現(xiàn)都很優(yōu)異。
　　課題對群青與金紅石型鈦白粉用于PPA混合物的遮黃、增白方面進行了研究。結(jié)果表明:添加群青后PPA試樣的的YI值明顯降低，當鈦白粉含量增加到14％時，含群青試樣的YI僅為13.94小于不含群青試樣的YI值15.12。PPA的老化是不可避免的。紅外分析表明，PPA能夠耐170℃的長期高溫，PPA熱氧化過程與普通尼龍類似，加工過程中的黃變現(xiàn)象是由于PPA熱氧化生成羧基、醛基或者酮等生色基團引起的。<