塑料的應用范圍日益在拓展,并且以遠超傳統材料的速度增長,其原因之一來自于越來越豐富的改性添加劑:如抗氧劑、光隱定劑、阻燃劑、抗靜電劑、相容劑、發泡劑等。在塑料優異性能的基礎上,對某一方面的性能進行加強,使之能滿足市場應用需求。
抗氧化劑
所有的高分子材料無論是合成材料還是天然材料,均可以在不同的條件下與氧反應,換言之,在聚合物的生產、貯存、加工及使用的毎個階段都有可能岀現聚合物的氧化反應,氧化的典型表現就是老化現象。
氧化對聚合物的外觀及力學性能均有明顯影響,隨著氧化程度的加深,聚合物制品的各項特性不斷改變,并且逐漸喪失其使用價值,也就是說在聚合物的生產、加工、貯存和使用的過程中若沒有合適的手段阻礙、延緩聚合物的氧化,對聚合物的大規模的消費是不可能的。
加入抗氧化劑是最常用的并且是最有效穩定的方法,抗氧化劑是一種可以阻礙氧化進程從而阻礙聚合物老化的化學助劑。通常在聚合物中的用量小于0.5%時即可達到熱穩定的目的了,抗氧化劑的加入要臨近聚合物老化周期的早期,加工應用時抗氧化劑的選擇應滿足下列要求:
(1)抗氧化劑的功效高。
(2)不影響塑料的性能,不與其他添加劑發生不利反應。
(3)抗氧化劑的熱穩定性好,加工溫度下不分解,揮發性低。
(4)與塑料及其他助劑的相容性好。
(5)不變色、不污染制品。
(6)無毒或低毒。
光穩定劑
太陽光中的紫外線是引起髙分子材料發生降解的主要原因之一。紫外線的波長在290? 400nm之間,在到達地面的太陽光中大部分是使人感到溫暖的可見光和紅外線,紫外線僅占6%左右,但其能量達到360kJ/mol,而聚烯烴的自動氧化反應活化能約為50? 120kJ/mol,所以紫外線的能量足以破壞聚烯烴的化學鍵,引發聚烯姪分子鏈自動發生氧化反應,造成材料及制品的降解老化,失去其使用價值和商品價值。
在日常的生產生活中,許多在戶外使用的設施和工具等都是由聚烯烴材料制成的,如農膜、漁網、施工護網、彩條苫布、露天休閑和運動器材、家具等。在制造這些制品的過程中,合理添加光穩定劑是十分必要的。
光穩定劑是指具有防止或延緩光降解作用,提高材料耐光性的物質。由于它們大多數都能吸收或屏蔽紫外線,所以也稱為抗紫外線劑或紫外線吸收劑。適用于聚烯烴材料的光穩定劑應該具備以下特點:
阻燃劑
聚烯烴的應用越來越廣泛,在許多應用方面,要求其具有阻燃性,由于聚烯烴的高分子結構中只含有碳、氫兩種元素,因而極易燃燒,為了滿足實際應用中的阻燃要求,必須對其進行阻燃處理。
阻燃化就是切斷燃燒循環中的某個環節,使燃燒過程不能繼續。在一般情況下,物質產生燃燒的必要條件是可燃物、四周存在的氧氣和熱源,三者缺一都不會產生燃燒。因此,可 燃物、氣氣和熱源作為燃燒的三要素,只要抑制了它們之中的任何一個,均可達到阻燃的目 的,目前對聚合物進行阻燃主要是通過往樹脂基體中添加阻燃劑來實現的。
阻燃劑是除增韌劑外用量最大的塑料添加劑。理想的阻燃劑應該是阻燃效率高、添加量少;無毒、抑煙,對環境友好;熱穩定性好、便于加工;對被阻燃物各項性能影響小,不滲出,便于回收;使用方便,使用面廣。同時只有上面這些要求的阻燃性幾乎是不存在的,只能是在滿足基本要求的前提下取得最佳的綜合平衡。
塑料的各類改性助劑,極大地擴展了塑料的應用領域,為人們日常生活帶來了諸多便利,隨著對塑料改性領域的研究持續開展,相信未來會有更多高性能塑料制品出現。