探討塑料製品異常變色的現象與原因

日期:2022-08-03 12:05:41 編輯:科思德塑膠 來源:科思德塑膠 瀏覽:1670
抗氧劑和光穩定劑是提高塑料製品使用性能,增加或提高塑料製品使用價值和附加值的功能助劑,在國內有較好市場發展空間和應用技術前景。近五年來,國內塑料製品使用抗氧劑、光穩定劑的數量越來越大,使用抗氧劑、光穩定劑的品種也呈現多元化趨勢。但相對應的是,加入抗氧劑和光穩定劑的防老化塑料製品的變色現象呈多發趨勢。在塑料製品存放、運輸和使用過程中,均發生了多起塑料製品局部變黃或變粉的現象。
塑料製品的變色現象
塑料製品局部變黃或變粉的現象,主要發生在塑料生產企業的車間、庫房,塑料製品使用企業的庫房(包括填裝物品後的產品庫房),以及塑料製品和塑料製品內裝物品後的運輸過程。
抗氧劑和光穩定劑是提高塑料製品使用性能,增加或提高塑料製品使用價值和附加值的功能助劑,在國內有較好市場發展空間和應用技術前景。近五年來,國內塑料製品使用抗氧劑、光穩定劑的數量越來越大,使用抗氧劑、光穩定劑的品種也呈現多元化趨勢。但相對應的是,加入抗氧劑和光穩定劑的防老化塑料製品的變色現象呈多發趨勢。在塑料製品存放、運輸和使用過程中,均發生了多起塑料製品局部變黃或變粉的現象。
塑料製品變黃
廣西某公司生產的聚丙烯白色集裝布,添加國產抗氧劑、光穩定劑,在庫房內光線偏暗狀態下存放,局部變成微黃色。山東某企業聚丙烯集裝袋,織出布卷放在庫房內,側麵的折邊變黃。河北某企業生產的集裝袋,發到客戶(運輸)時,客戶進廠檢驗發現局部變黃。遼寧某企業,聚丙烯集裝袋出口後,存放於國外客戶庫房,發生局部變黃。江蘇某企業,集裝袋銷售後,存放於客戶庫房發生變黃。日本某企業,進口中國UV助劑生產聚丙烯母料,2014年5月生產的母料,存放至2015年1月變(黃 紅)。福建某企業,聚丙烯集裝袋使用後,部分袋子呈現深淺不一的黃變。
變色原因和對策探討
在正常生產的塑料製品中,變色現象是偶發的。有單獨添加抗氧劑或光穩定劑發生的變色,有抗氧劑和光穩定劑配合使用發生的變色,也有不添加抗氧劑和光穩定劑發生的變色。
相對而言,發生變色的幾率是:軟製品高於硬質品,薄製品高於厚製品,添加防老化助劑的製品高於不添加防老化助劑的製品。
樹脂和填充材料引起的變色

聚乙烯、聚丙烯樹脂是生產塑料製品必不可少的主要原料,在我們調查、統計的案例中,加工過程沒有加入任何抗氧劑或光穩定劑,有塑料製品從擠出機擠出後就發生變色的現象,也有塑料製品在存放過程發生變色現象。在更換同類型其他廠家或其他牌號樹脂後,沒有發生過變色。當然,不排除樹脂中加入了基礎抗氧劑,如168、1076、1010等。
對於茂金屬催化劑的聚乙烯樹脂、生產後存放時間大於三個月的聚丙烯粉料、樹脂聚合催化劑殘留量過高的聚乙烯或聚丙烯樹脂,有可能發生變色現象。
正常熔融指數3~5的某種聚丙烯粉料,存放到熔融指數22時,加入0.3%的白色光穩定劑或抗氧劑,用20雙螺杆擠出機造粒時,顆粒變色。
碳酸鈣、鈦白粉或相應母料等,如金屬雜質的含量偏高,也會引起製品著色。如鐵(Fe)含量過高時,塑料等製品存放、並遇適當條件時,鐵受到氧化變成氧化鐵Fe2O3(三氧化二鐵、鐵紅,紅棕色粉末),而致使塑料製品變色。
鈦白粉中如果含有過量鐵、鎳、鉻等雜質,經過一定條件的不完全氧化,這些雜質會形成相應氧化物,變成紅褐色,致使塑料製品變色;完全氧化或400nm以下的紫外線照射時,這些氧化物會再發生化學和物理變化,褪色或無色。據中國粉體網報道,如氧化鐵在金紅石型鈦白粉中的含量大於0.003%時,金紅石型鈦白粉對雜質更為敏感。
經表麵處理的高純、優質鈦白粉,如果在高攪混料機或擠出機進料段停留時間過長,可因劇烈摩擦而破壞部分表麵處理層,也會導致製品變色。建議混料階段,盡可能地減少鈦白粉的混合時間。
環境條件引起的變色
同一批生產的塑料製品,銷售給A、B二個客戶使用,沒有發生變色現象;而銷售給C客戶使用,在C客戶的庫房發現變色,這是典型的環境條件引起的變色問題。
變色現象多發於庫房,尤其是空氣流通不暢的庫房;在塑料製品的生產車間內,基本沒有發生過塑料製品的變色現象
一般廠家的庫房是用柴油叉車或汽油叉車進行物品運送,庫房內空氣中含有過量的不穩定氮氧化物NOx,這些NOx在庫房內長期積聚,庫房空氣中的NOx含量大幅度增加。
有的NOx本身就是著色物質,如:二氧化氮NO2是一種棕紅色、高度活性的氣態物質。NOx大量附著或被吸附到塑料製品的裸露邊緣時,必然導致塑料製品邊緣變色。NOx是化學活性物質,具有氧化性能和催化氧化性能,對於塑料製品中的各種有機和無機的化學化合物,可以發生氧化反應,進一步致使製品變色。
同一型號樹脂,在汽油和柴油尾氣環境中,柴油尾氣致使樹脂變色。
如確定塑料製品因環境因素變色,更換樹脂廠家是解決變色的有效方法之一。
黃色母料存放於空氣和(80%空氣 20%NO2)中,常溫條件60天。(80%空氣 20%NO2)環境中的母料外觀明顯變深。
以深色母料2%的加入量,製成聚丙烯樣板,放置於80℃恒溫熱老化箱中,70小時表麵開始變粉,83小時粉色明顯。
以紅褐色母料2%的加入量,製成聚丙烯樣板,放置於80℃恒溫熱老化箱中,12小時表麵開始變粉,19小時粉色明顯。因此,高濃度NOx等環境因素是引發塑料製品變色的重要因素之。
環境條件引起的變色問題,關鍵在於環境因素,也是加成助劑下一階段的排查、試驗模擬和根本防治變色的工作重點。
助劑異變引起的變色
塑料助劑添加於塑料製品中,在一般或正常的加工、存放和使用過程是穩定的,不會導致或引發塑料製品變色。
塑料助劑幾十年的發展和使用曆程,也說明了現有及現用的塑料助劑的穩定性。例如,有觀點認為受阻酚抗氧劑引起塑料製品變色,如果受阻酚抗氧劑容易、並經常導致塑料製品變色,受阻酚抗氧劑就不會有長達60年左右的使用曆程,也不會在當今塑料製品中廣泛使用。
塑料助劑畢竟是化學品,在塑料製品加工、存放和使用過程中,受到多種非正常因素誘發、產生分子結構異變,則導致塑料製品變色。我們不能因噎廢食,找到塑料助劑被誘發及異變的關鍵原因,才可以根本解決塑料製品的變色難題。

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