塑料着色成品色彩变革机理是甚么?

By | 2020年7月23日

应用干粉或者色母粒等办法着色塑料成品时,能够呈现色彩变革景象,从而影响产物品质。

变色能够由下述方面缘由惹起:

(1)低温成型时,基体树脂的氧化降解惹起;

(2)因为塑料成品的某些组分,如基体与助剂,或者基体与着色颜料,亦或者助剂与颜料间发作化学反响而至;

(3)因为着色颜料或者助剂等没有耐低温所惹起,等等。咱们经过分析这些要素惹起色变之机理,为诸多塑料成品厂家供给参考,以便精确挑选原资料,从而消费出及格的塑料成品。

塑料成型加工所惹起的色彩变革

1.低温成型时,基体树脂氧化降解变色

当塑料成型加工设置装备摆设之加热圈或者加热板因失控而不断处于加热形态时,简单招致部分温渡过高,使患上树脂正在低温下发作氧化分化,关于那些热敏性塑料,如PVC等,正在成型加工时更容易呈现这类景象,严峻时,将烧焦变黄,乃至变黑,并随同少量低份子挥发物逸出。

这类降解包含解聚、无规断链、侧基以及低份子物的脱除了等反响。

(1)解聚

解聚反响系先正在年夜份子未端断裂,,而后按连锁机理疾速脱除了单体,正在聚合下限温度以上特别简单停止。

(2)无规断链(降解)

关于诸如PE等聚合物正在低温成型时,其主链任何地位均可能断裂,份子量疾速降低,但单体收率很少,这种反响称作无规断链,偶然也称作降解,聚乙烯断链后构成的自在基活性很高,周围又有较多的二级氢,易发作链转移反响,简直无单体发生。

(3)代替基的脱除了

聚氯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯腈、聚氟乙烯等受热时,代替基将脱除了。以聚氯乙烯(PVC)为例,PVC正在180~200℃如下温度加工成型,但正在较低的温度(如100~120℃)下,即开端脱氢(HCl),200℃摆布得到HCl很快,而使聚合物酿成深色,强度变低,总反响简示以下:﹏CH2CHCIH2CHCl~~→~~CH=CHCH=CH~~+2HCl

游离HCl对于脱氯化氢有催化感化,金属氯化物,如氯化氢与加工设置装备摆设感化构成的氯化铁,增进催化。3HCl+Fe→FeCl3+3HCl

PVC正在热加工时须加百分之多少的酸汲取剂,如硬脂酸钡、无机锡、铅化合物等,以进步其波动性。

应用通迅电缆着色市话通迅电缆线时,铜导线上聚烯烃层如波动患上欠好,聚合物—铜的界面上就会构成绿色的羧酸铜。这些反响匆匆使铜分散入聚合物中,减速了铜的催化氧化。

因而,为了低落聚烯烃的氧化降解速度,常参加酚类或者芳胺类抗氧剂(AH),停止上述反响,构成没有生动的自在基A·:ROO·+AH-→ROOH+A·

(4)氧化降解

聚合物正在加工以及运用时都要打仗氛围中的氧气,正在受热时,减速氧化降解。

聚烯烃的热氧化属于自在基连锁反响机理,有主动催化行动,可分为激发、增加、停止三步反响。

氢过氧化基团惹起的链的断裂招致份子量低落,其均裂的主产品为醇、醛、酮,最初氧化成羧酸。羧酸对于金属催化氧化起着次要感化。

2.塑料成型加工时,着色剂因没有耐低温而发作分化退色变色

用于塑料着色的颜料或者染料均存正在耐温极限,到达这一极限温度,颜料或者染料将发作化学变革,天生各类较低份子量化合物,其反响式均较庞大;差别的颜料存正在差别的反响及产品,经过失重平分析办法能够检测差别颜料的耐温性,普通地:

着色剂与树脂反响所惹起的色彩变革

着色剂与树脂的反响次要施展阐发正在某些颜料或者染料与树脂正在加工成型时发作的,这些化学反响将招致色相的变革,并使聚合物发作降解,从而使成品功能发作变革。

1.复原反响

某些高聚物,如尼龙以及氨基塑料正在熔融形态下,是很强的酸性复原剂,它们能使正在加工温度下很波动的颜料或者染料被复原退色。

2.碱交流感化

聚氯乙烯乳液聚合物或者某些波动化了的聚丙烯中的碱土金属,能与着色剂中的碱土金属发作“碱交流感化”,从而使色彩从蓝白色酿成橙色。

PVC乳液聚合物是VC正在乳化剂(如十二烷基磺酸钠C12H25SO3Na)水溶液中借助搅拌聚合的办法,反响中含有Na+;为进步PP的耐热氧功能,常加有10十、DLTDP等抗氧剂,抗氧剂1010是由3,5一二叔丁基一4一羟基丙酸甲酯与季戊四醇酸钠催化下停止酯交流反响,而DLTDP是由Na2S水溶液与丙烯腈反响制备硫代二丙腈,经水解天生硫代二丙酸,最初用月桂醇酯化而患上,反响中亦均含有Na+。

正在塑料成品成型加工时,树脂中剩余的Na+将与含有金属离子的色淀颜料如C.I.Pigment·Red48:2(BBC或者2BP)发作反响:XCa2++2Na+→XNa2+ +Ca2+

3.颜料与卤化氢(HX)间的反响

PVC正在温度升至170℃或者受光感化下脱去HCI而构成共轭双键。

含卤阻燃性聚烯烃或者有色阻燃塑料成品正在低温成型亦脱卤化氢HX。

(1)群青与HX反响

普遍用于塑料着色或者消去黄光的群青颜料,是一种含硫复合物。

(2)铜金粉颜料减速PVC树脂的氧化分化

铜颜料低温时可被氧化天生Cu+、Cu2+,将减速PVC分化

(3)金属离子对于聚合物的毁坏感化

某些颜料对于聚合物有毁坏感化,如锰色淀颜料C.I.PigmentRed48:4没有合适PP塑料成品成型,缘由正在于变价金属锰离子正在PP的热氧化或者光氧化中,经过电子的转移催化氢过氧化物的分化招致PP的减速老化;聚碳酸酯中的酯键,加热时易水解以及遇碱分化,一旦颜猜中存正在金属离子更易增进分化;金属离子也会匆匆使PVC等树脂的热氧分化,并招致色彩变革。

综上所述,消费塑料成品时,咱们应防止运用与树脂发作反响的着色颜料是最可行且无效的方法。

着色剂与助剂间的反响

一、含硫颜料与助剂间的反响

含硫颜料,如镉黄(CdS以及CdSe的固溶体),因为耐酸性较差,没有宜用于PVC,也不该以及含铅的助剂一同运用。

二、含铅化合物与含硫波动剂反响

铬黄颜料或者钼铬红中铅成份与抗氧剂如硫代二硬脂酸酯DSTDP反响。

三、颜料与抗氧剂间的反响

加有抗氧剂的树脂,如PP,除了前述“3.2”以外,某些颜料与抗氧剂亦会发作反响,因此削弱了抗氧剂的功用,使树脂的热氧波动性变劣。比方,酚类抗氧剂易被炭黑汲取或者与其反响而得到活性;红色或者淡色塑料成品中酚类抗氧剂与钛离子构成酚状芳烃络合物使成品发作黄变景象,咱们经过挑选适宜抗氧剂或者增加辅佐增加剂,如抗酸锌盐(硬脂酸锌)或者P2型亚磷酸酯避免红色颜料(TiO2)色变。

四、颜料与光波动剂间的反响

颜料以及光波动剂发作感化,除了后面已经述含硫颜料与含镍光波动剂发作反响外,普通城市低落光波动剂的功效,特别碰壁胺光波动剂以及偶氮黄、朱颜料感化,其光波动降低后果更加分明,还没有如未着色波动,此景象今朝还没有切当的表明。

助剂间的反响

很多助剂如运用不妥,将有能够发作意想没有到的反响而使成品发作色变。如阻燃剂Sb2O3与含硫抗反响天生Sb2S3:Sb2O3+–S–→Sb2S3+–O–

因而,正在思索消费配方时,必需慎重挑选助剂。

助剂主动氧化招致的色变

酚类波动剂的主动氧化,是增进红色或者淡色成品色变的紧张要素,这类色变正在外洋常称为“Pinking”(泛红),它是由诸如BHT抗氧剂(2-6-二叔丁基-4-甲基苯酚)氧化产品巧合,并形如3,3′,5,5′一均二苯乙烯醌淡白色反响产品,这类变色仅正在有氧以及水和无光的状况下发作,曝置正在紫外光下,淡红的均二苯乙烯醌疾速分化成黄色的单环产品。

着色颜料正在光热感化下互变异构惹起色变

局部着色颜料正在光热感化下,份子构型互变异构,如运用C.I.Pig.R2(BBC)颜料由偶氮型互变成醌型,改动了原共轭效变,惹起共轭键的增加,招致色彩从深色的兰光红酿成淡色的桔白色;同时,正在光的催化感化下,与水发作分化,使共结晶水发作变革而惹起退色。

年夜气净化物惹起的色变

塑料成品寄存或者运用时,一些反响性基团,不论是树脂仍是助剂,亦或者着色颜料,正在光、热感化下,将与年夜气中的水份或者化学净化物一酸、碱等发作感化,惹起各类庞大的化学反响,一朝一夕,将招致退色或者变色,经过参加适宜的热氧波动剂、光波动剂,或者选用优良耐候助剂与颜料能够防止或者紧张这类状况的发作。

论断

(1)低温成型时,基体树脂氧化降解能够惹起色变;

(2)着色剂低温下退色会惹起塑料成品变色;

(3)着色剂与基体树脂或者助剂发作化学反响将招致色变;

(4)助剂间的反响及助剂主动氧化将惹起色彩变革;

(5)着色颜料正在光热感化下互变异构会惹起成品色彩变革;

(6)年夜气净化物将能够惹起塑料成品发作变革。