前面向大家介绍过一个特种抗氧剂-住友SumilizerGP,该产品有特殊的亚磷酸酯和非对称受阻酚结合在分子内的结构,通过抑制薄膜老化交联、减少材料碳化、控制自身析出三个方面,来改善薄膜晶点问题,进而提升PE薄膜的良率。
今天,我们来介绍另一款同样骨骼清奇的抗氧剂产品-SumilizerGS,该产品定位于解决两类特殊的抗老化问题:无氧状况下的热老化无磷抗氧:
首先看第一类应用场景-无氧状况下热老化
典型表现是聚合物交联导致的晶点、发黄,常出现在双螺杆改性机筒内、薄膜挤出机内部等缺氧环境,尤其含丁二烯单体的聚合物(如SBS、ABS等)加工过程中容易出现这类问题。
见下面两张图:
上图可看出,传统抗氧剂(//BHP/TNPP等)无法阻止SBS聚合物在该缺氧热老化实验中变黄。
以上晶点和黄变现象的本质是SBS聚合物的交联(缺氧环境中):聚合物受热首先产生碳自由基,其半衰期非常短(1ms~1μs),传统受阻酚和亚磷酸酯还未来得及捕捉,这些活泼的碳自由基就自行反应,形成交联,表现为上图的晶点和发黄。
那么SumilizerGS是如何解决缺氧环境下的老化问题呢?
秘密在其结构之中:
其特有的双官能团结构,其中敏感的丙烯酸酯基可直接捕捉碳自由基,再通过分子内氢键的方式稳定该自由基,从而快速有效地防止聚合物交联及降解。
讲完原理,是骡子是马,还得拉出来溜溜,看看实际表现:
以下是氮气保护下SBS交联产生凝胶的时间(布拉本德混炼实验),即使添加到0.4%,凝胶时间无明显增加;而SumilizerGS添加0.4%以后,抗凝胶时间相比初始增加了近4倍,这意味着对SBS高分子在其保护之下,抗凝胶交联性能提高了近5倍。
以上保护效果表现在制品上,就是更好地耐高温黄变,更少的晶点、更稳定地熔指。
例1):SumilizerGS在材料热老化中抗黄变
例2)SumilizerGS提高材料熔指稳定性,
需要指出地是:热老化产生的碳自由基,在不同聚合物中对熔指影响会有区别。
如对PP,是高分子断链,表现为熔指升高;
对PE或者含有丁二烯单体的SBS/ABS,更可能出现的是交联,表现为熔指降低,因此该SBS案例中,SumilizerGS的作用是保护聚合物熔指不降低或者少降低,这种对保护作用是其他受阻酚(如)所无法提供的。
例3)SumilizerGS减少材料在加工过程中的老化,
最后,该产品还有一个小优点值得提一下-透明无色,因此可用于透明度要求较高的薄膜制品中。
综上所述:独特双官能团结构的SumilizerGS,其敏感的双键可以快速捕捉碳自由基,因此可解决常规抗氧剂无法解决地缺氧环境下的老化问题,
尤其适合于含丁二烯单体的聚合物(如SBS、ABS等),典型应用场景比如SBS热收缩膜、透明聚烯烃膜、或者大制件成型时,融化后的聚合物需要在料筒中停留较长时间,来保护材料的颜色和熔指等物性。
第二类应用场景-无磷抗氧:
磷系抗氧剂与某些添加剂或工况不兼容,所以需要无磷配方。
如在溴锑阻燃配方中,锑会与亚磷酸酯反应,导致磷失去作用,同时可能让制品发黑。因此在浅色的溴锑阻燃配方中,如果还有高含量玻纤,就非常适合采用无磷的抗氧体系;
再比如LED支架材料(PCT/高温尼龙等),制品要求浅色又加工温度高,常用的磷系阻燃剂可能会导致封装胶失效,该情况下也适合采用无磷抗氧体系。
SumilizerGS独特的受阻酚羟基和双键,可以直接捕捉碳自由基,从而保护材料不被高温影响,同时不会影响后道工艺。
如果您碰到以上两类问题,欢迎联络索样
文
付宏宇