聚氯乙烯樹脂熱穩(wěn)定性試驗方法白度法的研究

吳紅志

（唐山三友氯堿有限責(zé)任公司，河北唐山063305）

粉末狀聚氯乙烯樹脂表征其熱穩(wěn)定性的方法常用的有老化白度法和剛果紅法。白度法是通過樣品于老化箱中在一定條件下受熱，通過測試其白度來表示其熱穩(wěn)定性。 按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 15595-2008 規(guī)定的方法進(jìn)行測試，2 次平行測定結(jié)果之差的絕對值要求≤2.0%，在實際操作過程中有很多因素導(dǎo)致2 次平行測定結(jié)果超過允許差，現(xiàn)分析總結(jié)如下。

1 老化箱老化效果

熱穩(wěn)定性白度的測定是反應(yīng)了聚氯乙烯樹脂在高溫下耐熱程度不同呈現(xiàn)的白度下降，可以體現(xiàn)樣品在規(guī)定條件下熱穩(wěn)定性的相對比較值。因此，溫度的控制對檢驗結(jié)果的影響非常大，不同規(guī)格型號的老化箱溫控效果不同。目前，行業(yè)內(nèi)使用的老化箱型號主要有3 種，401A、401AB 及401B，各廠家老化箱溫控及均勻性、鼓風(fēng)不同，對結(jié)果影響較大。401A 與401AB 型老化箱測定同一批樣品的對比結(jié)果見表1。

表1 401A與401AB型老化箱測定同一批樣品的對比結(jié)果

由表1 可知，401A 和401B 型老化箱白度值測定結(jié)果偏差在3.0%～4.0%。

同一型號同一廠家的不同老化箱401A 測定樣品的對比結(jié)果見表2。

由表2 可知，同一型號同一廠家的不同老化箱也存在著系統(tǒng)誤差，整體偏高或偏低。

表2 同一型號同一廠家的不同老化箱401A測定樣品的對比結(jié)果

導(dǎo)致以上結(jié)果偏差的原因，主要是老化箱溫度控制、箱體內(nèi)溫度的均勻性、鼓風(fēng)量的影響。目前，GB/T 15595-2008 版標(biāo)準(zhǔn)對老化箱的要求僅限于一句話“熱試驗箱，帶轉(zhuǎn)盤和鼓風(fēng)，箱內(nèi)溫度均勻，可控制在130~200 ℃”，偏差為±1 ℃，還沒有明確規(guī)定鼓風(fēng)量，另外，溫度均勻性的控制也是比較復(fù)雜的，如果熱空氣直接流經(jīng)試樣表面，必將會造成白度值偏低。

通過試驗不同的白度儀測定同樣處理的樣品其結(jié)果的重現(xiàn)性很好，所以這里忽略白度儀的影響。

2 操作環(huán)節(jié)

同一批樣品，用白度儀測定，操作手法略有差別，結(jié)果會產(chǎn)生一定的偏差。

（1）稱取樣品質(zhì)量的差異

按標(biāo)準(zhǔn)要求稱取樣品質(zhì)量為9.5~10.5 g，做上限和下限的試驗，在盡最大能力排除其他方面的干擾后，同一批樣品測定結(jié)果總體趨勢見表3。

表3 同一批樣品測定結(jié)果總體趨勢

（2）稱量瓶的差異

標(biāo)準(zhǔn)對樣品瓶的要求Ф70 mm×35 mm，不具蓋，壁厚均勻，質(zhì)量為（45±5）g，稱量瓶的大小一般是很好滿足的，但是質(zhì)量容易忽略，對新來的一批大小符合條件的稱量瓶質(zhì)量進(jìn)行了稱量，基本在為42~48.5 g，在盡最大能力排除其他方面的干擾后， 也做了實驗，總體趨勢見表4。

由表4 可知，試驗數(shù)據(jù)無明顯的規(guī)律。

（3）壓實的操作

按標(biāo)準(zhǔn)要求用玻璃板壓實，再用金屬尺刮去多余試樣，沒有明確的細(xì)節(jié)規(guī)定，因為試樣的表面狀態(tài)對白度的影響還是很大的，不管是用手拿玻璃板直接壓平，還是借助壓粉器壓實，實際操作起來，個人之間還是有差異的。首先，壓實的力度不同，刮一兩下效果不一樣，不同人同一批料刮一次數(shù)據(jù)，和反復(fù)刮的數(shù)據(jù)見表5。

表4 稱量瓶的差對比結(jié)果的影響

由表5 可知，經(jīng)反復(fù)刮的數(shù)據(jù)重現(xiàn)性更好。

3 與糊用樹脂白度測定的區(qū)別

糊用樹脂白度的測定也執(zhí)行此標(biāo)準(zhǔn)，但與普通懸浮法樹脂相比， 老化后的普通樹脂結(jié)塊比較松散，用硬物較容易攪成均勻的粉末，但是糊樹脂顆粒更細(xì)，老化后的形態(tài)更易導(dǎo)致產(chǎn)生結(jié)果的偏差。老化后糊樹脂顆粒結(jié)成硬塊，很難磨細(xì)并均勻，在測定時表面大小不一的顆粒導(dǎo)致測定表面凹凸不平，而白度儀測定原理是將試樣反射的光線經(jīng)聚光鏡、光欄濾色片轉(zhuǎn)換成電信號，因此，試料的表面直接影響測定結(jié)果。因此，選擇怎樣的方式將老化后的樹脂硬顆粒磨得均勻也是一個重要環(huán)節(jié)。其實標(biāo)準(zhǔn)中沒有明確的規(guī)定，只是簡單提到了將結(jié)塊的試樣攪成粉末。通過試驗，采取研缽人工研磨效果不好，仍然是大小不一，而采用小型粉碎機(jī)效果較好。糊樹脂在攪成粉末后必須過篩，再拿到白度儀上進(jìn)行測定。普通樹脂有沒有過篩的操作對結(jié)果影響不大，但是糊樹脂的特殊性必須經(jīng)過篩后再測定。糊樹脂人工攪細(xì)和經(jīng)粉碎機(jī)攪細(xì)的結(jié)果見表6。

表6 糊樹脂人工攪細(xì)和經(jīng)粉碎機(jī)攪細(xì)的結(jié)果

另外，采用此標(biāo)準(zhǔn)，糊樹脂不適用的地方還有稱樣量，9.5～10.5 g 樣品對于糊樹脂來說樣品量太大，稱量瓶不變，也會導(dǎo)致老化后的效果差異，稱量瓶表面變色比較明顯，而在稱量瓶底部樣品基本上無變化。

4 結(jié)語

綜上所述，影響樹脂白度測定結(jié)果的因素較多，需要在各個環(huán)節(jié)注意和統(tǒng)一，從而提高結(jié)果準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性。