復(fù)合光穩(wěn)定劑對共聚甲醛光老化性能的影響

方偉 楊瑋婧 孟永智 李麗英

(神華寧煤集團(tuán)煤化工分公司研發(fā)中心，寧夏 銀川, 750411)

助 劑

復(fù)合光穩(wěn)定劑對共聚甲醛光老化性能的影響

方偉 楊瑋婧 孟永智 李麗英

(神華寧煤集團(tuán)煤化工分公司研發(fā)中心，寧夏 銀川, 750411)

將3種光穩(wěn)定劑按照不同比例進(jìn)行復(fù)配，添加到共聚甲醛MC90中制成了具備抗紫外光性能的改性聚甲醛產(chǎn)品。將樣條氙燈人工老化處理500 h和1 000 h，并進(jìn)行了力學(xué)性能對比測試。結(jié)果表明，通過添加復(fù)配的光穩(wěn)定劑能夠不同程度地提高共聚甲醛MC90的抗紫外光性能。另外，分析了改性聚甲醛老化前后的熱分解溫度。

聚甲醛 共聚物 光穩(wěn)定劑 光老化性能

聚甲醛(POM)樹脂具有強(qiáng)度高、剛性好、自潤滑性優(yōu)異、耐疲勞性及耐蠕變性能好的特點(diǎn)，適合制備齒輪、軸承、扣具、衛(wèi)浴、拉鏈、汽車零部件及電子器件等[1]。但是由于POM的分子鏈結(jié)構(gòu)中存在一些不穩(wěn)定的半縮醛結(jié)構(gòu),在戶外光照及熱氧條件下容易老化降解,因此限制了其在戶外光照條件下的應(yīng)用,如農(nóng)業(yè)灌溉制品、汽車零部件等[2]。牌號為MC90共聚甲醛是神華寧煤集團(tuán)煤化工分公司6萬t/a POM裝置生產(chǎn)的中黏度標(biāo)準(zhǔn)型POM產(chǎn)品，該裝置生產(chǎn)工藝采用香港富藝國際工程公司專有技術(shù)，MC90的熔體流動(dòng)速率為9.0 g/10 min。下面將3種光穩(wěn)定劑234,622和944進(jìn)行復(fù)配，添加到MC90中制成改性POM產(chǎn)品[3]；將改性POM樣條在氙燈老化箱中分別進(jìn)行500 h和1 000 h的加速光老化處理；性能測試結(jié)果表明，添加復(fù)配的光穩(wěn)定劑能夠不同程度地提高共聚甲醛MC90的抗紫外光性能。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)原料

共聚甲醛(未封端粉料)，牌號為MC90，共聚甲醛(封端粉料),牌號為MC90,均為神華寧煤集團(tuán)煤化工分公司；光穩(wěn)定劑234，利安隆天津化工有限公司；光穩(wěn)定劑622，巴斯夫中國有限公司；光穩(wěn)定劑944，涿州遠(yuǎn)泰智盛工貿(mào)公司。

1.2 試驗(yàn)儀器

雙螺桿擠出機(jī)，ZSK26K10.6，科倍隆(上海)有限公司；注塑機(jī)，BT80-II，廣東博創(chuàng)機(jī)械有限公司；萬能材料試驗(yàn)機(jī)，5966，沖擊試驗(yàn)機(jī)，9050，均為美國Instron公司；熱失重分析儀，TG209F3，差示掃描量熱儀，DSC200F3，均為德國NETZSCH公司。

1.3 性能測試

拉伸性能按照GB/T 1040.2—2006測試；彎曲性能按照GB/T 9341—2008；缺口沖擊強(qiáng)度按照GB/T 1043.1—2008測試；熱分解溫度按照GB/T 27761—2011方法測試；熔融結(jié)晶溫度按照GB/T 19466.3—2004測試。

光老化試驗(yàn)：將樣條進(jìn)行500 h和1 000 h紫外光老化處理。

2 結(jié)果與討論

2.1 力學(xué)性能

表1是樣品編號及組成。

將樣品1#～7#的拉伸樣條分別進(jìn)行紫外光老化處理500 h和1 000 h，樣條處理后的力學(xué)性能分別如表2和表3所示。

從表2和表3可以看出，1#～7#樣品在經(jīng)過500 h和1 000 h紫外光老化后，拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度變化不大，原因可能是光老化過程中，POM分子除了發(fā)生部分?jǐn)噫?，還可能發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，二者的影響相互抵消；2#～7#樣品老化后的斷裂伸長率明顯好于未添加復(fù)合光穩(wěn)定劑1#樣品的，且隨著復(fù)合光穩(wěn)定劑含量增加，老化后的斷裂伸長率隨之提高。2#～7#樣品的沖擊強(qiáng)度與1#樣品的相比明顯改善，這是由于添加復(fù)合光穩(wěn)定劑有效減少了POM分子在紫外光照下老化的程度，因而能夠在紫外光老化條件下較好地保持POM樹脂的韌性。

2.2 熔融結(jié)晶溫度

對1#～7#樣品分別進(jìn)行差示掃描量熱分析測試(DSC)研究其熔融結(jié)晶性能，樣品的熔融溫度和結(jié)晶溫度如表4所示。

從表4可以看出，1#～7#樣品的熔融溫度基本相同，但是在結(jié)晶溫度方面，3#，4#，6#及7#樣品的結(jié)晶溫度與其他樣品相比有顯著提高。原因是由于3#，4#，6#及7#樣品添加的復(fù)合光穩(wěn)定劑944在結(jié)晶過程中起到了成核作用，從而減小了POM晶體粒徑、提高了結(jié)晶速率，這與復(fù)合光穩(wěn)定劑944分子結(jié)構(gòu)中含有能夠改善POM分子結(jié)晶形態(tài)的官能團(tuán)有關(guān)。

2.3 熱分解溫度

對1#～7#樣品分別進(jìn)行熱失重分析測試(TGA)，研究其熱穩(wěn)定性能，樣品的熱失重曲線如圖1所示。

從圖1可以看出，2#～7#樣品的熱重?fù)p失與1#樣品相比有所改善，熱分解溫度相應(yīng)提高，1#～7#樣品的熱分解溫度分別為322，329，331，333，339，345，344 ℃。這是由于添加復(fù)合光穩(wěn)定劑能夠起到捕捉POM受熱分解產(chǎn)生的自由基，從而提高了POM的熱穩(wěn)定性能。

3 結(jié)論

a) 與未添加光穩(wěn)定劑的POM樣品相比，添加復(fù)合光穩(wěn)定劑的POM樣品紫外光老化后的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度變化不大;其斷裂伸長率有所提高。

b) 添加復(fù)合光穩(wěn)定劑的POM樣品紫外光老化后的熔融溫度與未添加光穩(wěn)定劑的相當(dāng);而添加復(fù)合光穩(wěn)定劑944的結(jié)晶溫度與未添加光穩(wěn)定劑的相比顯著提高。

c) 添加復(fù)合光穩(wěn)定劑的POM樣品紫外光老化后的沖擊強(qiáng)度明顯好于未添加光穩(wěn)定劑的沖擊強(qiáng)度。

[1] 程曄華,李云勇,劉瑩.國內(nèi)外聚甲醛產(chǎn)品的開發(fā)及利用[J].工程塑料應(yīng)用,2009,37(9):59-63.

[2] 劉慧宏,吳桂波,王亮亮,等.聚甲醛耐光穩(wěn)定性研究進(jìn)展[J].塑料助劑,2013,100(4):14-18.

[3] 龍俊元.李光吉,李超,等.PA6在紫外光老化中的變色與結(jié)構(gòu)變化[J].塑料工業(yè),2010,38(12):47-51.

電子設(shè)備用的多功能熱塑性彈性體

據(jù)“www.ptonline.com”報(bào)道，在羅德島的波塔基特Apex公司在NPE 2015展會(huì)上展出多功能新型系列的熱塑性彈性體，這些彈性體用于彩色觸摸感好的電子設(shè)備，如耳機(jī)、電腦鼠標(biāo)、健身追蹤器以及智能手表。

這種新型系列消費(fèi)電子復(fù)合物是Monprene系列熱塑性彈性體的一部分，由苯乙烯三嵌段共聚物和熱塑性彈性體共混物組成。這些復(fù)合物有抗皮膚油脂、污垢、家用化學(xué)品、紫外性及不含膠乳、鄰苯二甲酸酯、雙酚A和重金屬。這些牌號產(chǎn)品可用于二次成型。能粘結(jié)聚碳酸酯(PC)、丙烯腈 -丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、PC/ABS。

Apex公司的系列熱塑性彈性體

據(jù)“www.ptonline.com”報(bào)道，在羅德島的波塔基特Apex公司推出了一系列熱塑性彈性體。據(jù)說，OM-13255和OM-1326555邵氏硬度A65，為包覆成型復(fù)合物，用于穿戴設(shè)備，給人提供了絲般光滑的手感，在使用時(shí)(像腕帶)具有低表面摩擦性，它們?yōu)樽匀簧?，有?yōu)異的著色性。

OM-16277，自然半透明，邵氏硬度A75，包覆成型復(fù)合物，作為耳塞用，給人提供耳朵柔軟感，密度 0.910 g/cm3。OM-12268，邵氏硬度A70，包覆成型復(fù)合物，用于智能手機(jī)，給手機(jī)提供一個(gè)軟、減震保護(hù)層。OM-12267和OM-1224565，包覆成型復(fù)合物，用于計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)或游戲控制器握把，提供舒適、安全的握把，且制品具有防滑表面和無光光潔度，可成型耐磨性產(chǎn)品。CE-1700系列無鹵阻燃軟質(zhì)復(fù)合物， 肖氏硬度A65，75或85，可作聽筒簾線護(hù)套用，在低溫下懸垂性好、保持靈活，并表現(xiàn)出良好的抗撕強(qiáng)度。相對于傳統(tǒng)的熱塑性彈性體，它們抗皮膚油脂、防曬霜、橄欖油性卓越，而它們的可擠壓性優(yōu)于聚氯乙烯、熱塑性聚氨酯彈性體的。

(以上由中國石化揚(yáng)子石油化工有限公司南京研究院

嚴(yán)淑芬供稿)

Effects of Complex Light Stabilizers on the Ultraviolet Resistant of POM

Fang Wei Yang Weijing Meng Yongzhi Li liying

(Research & Development Center of the Coal Chemical Industry Company of SNCG,Yinchuan ,Ningxia,750411)

The three light stabilizers were added into polyoxymethylene(POM) copolymer MC90 according to different proportions, and the ultraviolet-resistant modified POM materials were prepared. The materials above were aged 500 or 1 000 hours by the xenon lamp for mechanical performance comparison test. The results show that adding the complex light stabilizers can improve the ultraviolet resistant of POM MC90 in different degrees. In addition, the thermal decomposition temperatures of modified POM before and after aging are analyzed.

polyoxymethylene; copolymer; light stabilizers; ultraviolet resistant

2015-02-06;修改稿收到日期:2015-06-10。

方偉(1978—)，碩士，高級工程師，現(xiàn)從事聚丙烯和聚甲醛產(chǎn)品研發(fā)工作。E-mail：wwfang_001@126.com。