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生料帶材料熱老化及其防止

時間:2020-05-20 16:06來源:本站 作者:admin 點擊:

   生料帶材料熱老化及其防止

  與金屬材料相比,塑料是熱敏感材料。在比常溫稍高的溫度下,為數不少的塑料開始不同程度地熱氧化:在較高的溫度下,即使沒有氧、水等活性物質的作用,材料也會熱裂解:在燃燒時,所有的塑料表現為最強烈的熱氧化或熱裂解這一切統稱為塑料的熱老化。顯然,有氧熱老化和無氧熱老化是兩個不同的過程。后者常發生于塑料的成型加工過程中,而前者不僅在成型加工中會發生,而且在材料的貯存,使用過程屮也會犮生,因而與應用者的關系最為密切。
  在無氧高溫條件下,熱裂解老化因材料結構的不同通常表現為兩種過程:一種是大分子逐步無規地解聚成單體:另—種是在大分子上分解出某些小分子物質或大分子鏈的斷裂,在有些塑料中兩種過程同時存在,但有所側重。聚氯乙烯分解出氯化氫的反應就是分解出小分子物質的熱解反應。它有自動加速的反應特點。聚乙烯和聚丙烯塑料在無氧強熱環境中,大分子主鏈會無規地斷裂成小段落,形成揮發性產物,但不是單體。
  均聚甲醛和有機玻璃的熱裂解過程是另一機理的典型,它們都可以或多或少地分解出單體。
  以上就是熱裂解的一些簡單情況。要設法抑制塑料的充氧熱老化,往往除了改進分子結構外,顯得無能為力。然而如聚氯乙烯和聚甲醛的添加劑穩定作用之所以有效,那是由于其熱能產物甲醛和氯化氫又分別是聚甲醛和聚氯乙烯進一步裂解的催化劑,故必須分別用吸甲醛劑的吸氯化氫物質將它們作用掉,以減輕惡性循環式的破壞。
  絕大部分塑料在有氧的大氣里使用或貯存的;有些防腐塑料在氧化性介質里使用;在塑料的成型加工機械的料筒里和模腔里,也存有少量的氧,正是這些氧,在一定的溫度下,劇烈地攻擊希塑料大分子鏈中的薄弱環節,引起材料的嚴重熱氧老化。如聚乙烯等許多材料,在無氧時穩定性較高,在290℃還很穩定,但在有氧條件下,即使受熱溫度低得多,也發生嚴重的熱氧化破壞??傊?,熱氧老化是一種更為普遍的熱老化形式,應給予充分的重視。
  熱氧化是一種自擊基型的鏈鎖反應。它通過復雜的反應機理,使材料分子降解(或者交聯)。同時,在材料老化過程中,結晶結構、聚集狀態和材料組成都可能發生變化,而其綜合結果便是材料實用性能的喪失。
  材料的抗氧化能力是由其化學結構和物理結構及組成決定的。因此防老化工作就得從提高材料的穩定性著手,如材料加工者嚴格控制加工條件,防止加工過程中引進加速老化的雜質和分子“弱點”;化學家將致力于合成各種抗氧化能力強的材料分子結構,然而對于需要某種特定性能的所選材料來說,為了提高它的熱穩定性而改進樹脂的化學結構常常是不允許的,因為隨著結構的改變,特定的使用性質也跟者發生改變。另外,高抗氧結構的獲得常常要花很大的代價,加工也甚困難,所以還是常用添加有穩定作用的助劑,配成定型配方的辦法。對于那些聚烯烴等大宗塑料品種,最有效的防止熱氧化的辦法是添加防老劑或抗氧劑:在聚氯乙烯等塑料中還可以結合料的增塑,充分利用某些增塑劑的熱穩定效應。填料,一般說對材料的熱穩定性是沒有積極作用的。但由于填料對材料的物理-力學行為有顯著的影響,因此可能會推遲力學性能的衰降。此外,隔絕氧氣等物理防護辦法有時也是可取的。
(責任編輯:admin)
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