受阻胺光稳定剂与紫外吸收剂协同改进GPPS树脂抗紫外光老化性能研究.pdf
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1、2 0 2 4,3 6(1)MO D E R NP L A S T I C SP R O C E S S I N GAN DA P P L I C A T I ON S试验研究收稿日期:2 0 2 3-1 0-1 5;修改稿收到日期:2 0 2 3-1 2-1 2。作者简介:计伟,学士,工程师,主要从事聚苯乙烯树脂产品开发、研 究 及 评 价 工 作。E-m a i l:y j y_y w 1p e t r o c h i n a.c o m.c n。受阻胺光稳定剂与紫外吸收剂协同改进GP P S树脂抗紫外光老化性能研究计伟1,2 许佳3 申海燕1,2 张冰1,2(1.中国石油天然气股份有限公
2、司独山子石化分公司研究院,新疆 克拉玛依,8 3 3 6 9 9;2.新疆橡塑材料实验室,新疆 克拉玛依,8 3 3 6 9 9;3.中国石油天然气股份有限公司独山子石化分公司橡胶部,新疆 克拉玛依,8 3 3 6 9 9)摘要:采用黄度指数仪、激光扫描共聚焦显微镜(C L S M)和透光率雾度测定仪等研究了2种紫外光吸收剂(UV-A、UV-B)与受阻胺光稳定剂(HA L S)协同使用对通用级聚苯乙烯(G P P S)树脂抗紫外光老化性能的影响。结果表明:加入HA L S,UV-A,UV-B均可有效抑制G P P S树脂因紫外光老化作用而发生降解。在紫外光环境下,紫外光吸收剂(UV-A,UV-
3、B)对样品抗紫外老化性能的提升效果均优于HA L S,其中,UV-A最优。HA L S与2种紫外光吸收剂(UV-A,UV-B)复配时均表现出良好的抗紫外光老化协同作用。关键词:通用级聚苯乙烯树脂 受阻胺光稳定剂 紫外光老化 黄色指数D O I:1 0.1 9 6 9 0/j.i s s n 1 0 0 4-3 0 5 5.2 0 2 3 0 1 0 8S t u d yo nS y n e r g i s t i c I m p r o v e m e n t o fU VA g i n gR e s i s t a n c eo fG P P SR e s i nb yH i n d e r
4、 e dA m i n eL i g h t S t a b i l i z e r sa n dU VA b s o r b e r sJ iW e i1,2 X uJ i a3 S h e nH a i y a n1,2 Z h a n gB i n g1,2(1.R e s e a r c hI n s t i t u t eo fC N P CD u s h a n z iP e t r o c h e m i c a lB r a n c h,K a r a m a y,X i n j i a n g,8 3 3 6 9 9;2.X i n j i a n gL a b o r a
5、t o r yo fR u b b e r-P l a s t i cM a t e r i a l s,K a r a m a y,X i n j i a n g,8 3 3 6 9 9;3.R u b b e rD e p a r t m e n to fC N P CD u s h a n z iP e t r o c h e m i c a lB r a n c h,K a r a m a y,X i n j i a n g,8 3 3 6 9 9)A b s t r a c t:T h es y n e r g i s t i ce f f e c t so f t w oUVa b
6、 s o r b e r s(UV-A,UV-B)a n dh i n d e r e da m i n e l i g h t s t a b i l i z e r s(HA L S)o nUVa g i n gr e s i s t a n c eo fg e n e r a lp u r p o s ep o l y s t y r e n e(G P P S)r e s i n w e r es t u d i e du s i n gay e l l o w i n gi n d e x m e t e r,l a s e rs c a n n i n gc o n f o c a
7、 lm i c r o s c o p e(C L S M)a n dt r a n s m i t t a n c eh a z ea n a l y z e r.T h e r e s u l t s s h o wt h a t t h ea d d i t i o no fHA L S,UV-A,UV-Bc a ne f f e c t i v e l y i n h i b i t t h ed e g r a d a t i o no fG P P Sr e s i nd u e t oUVa g i n g.U n d e rUVl i g h t c o n d i t i o
8、 n s,UVa b s o r b e r s(UV-A,UV-B)h a v e ab e t t e r e f f e c t o ni m p r o v i n gt h ea n t iUVa g i n gp e r f o r m a n c eo f t h es a m p l et h a nHA L S,w i t hUV-Ab e i n gt h eo p t i m a l.Wh e nHA L S i s c o m b i n e dw i t h t w o t y p e so fUVa b s o r b e r s(UV-A,UV-B),t h e
9、ya l l p r e s e n t ag o o ds y n e r g i s t i ce f f e c t i nr e s i s t i n gUVa g i n g.K e yw o r d s:g e n e r a lp u r p o s ep o l y s t y r e n er e s i n;h i n d e r e da m i n el i g h ts t a b i l i z e r;UVa g i n g;y e l l o wi n d e x 通用级聚苯乙烯(G P P S)树脂具有良好的透明性、抗冲击性、尺寸稳定性,且易于加工成型,广泛
10、应用于家电、电子电器、食品包装、建筑装饰等领域。但G P P S树脂的抗光氧老化性能较差,长期使用后极易发生老化,颜色变黄,这在很大程度上制约了G P P S树脂在户外制品、光学材料等领域的应用。根据G P P S树脂的老化、黄变机理,在912 0 2 4年2月2 0 2 4,3 6(1)MO D E R NP L A S T I C SP R O C E S S I N GAN DA P P L I C A T I ON SG P P S树脂发生氧化时,紫外光辐照以及热、氧环境会加速其氧化降解过程,导致其分子内部化学键断裂,原结构逐步异变为过氧化结构,过氧化结构容易形成游离基,最终导致G P
11、 P S树脂发黄、变脆、力学性能下降1-5。为了抑制G P P S树脂的降解速度,通常将抗氧剂、光稳定剂、紫外光吸收剂和重金属钝化剂等加入到G P P S树脂中6-9。为了进一步提高G P P S树脂的抗紫外光老化性能,下面引入受阻胺光稳定剂(HA L S)和不同类型紫外光吸收剂 苯并三氮唑类(UV-A)、二苯甲酮类(UV-B),研究了受阻胺光稳定剂与紫外光吸收 剂 协 同 改 进G P P S树 脂 抗 紫 外 光 老 化 的效果。1 试验部分1.1 主要原料G P P S树脂,G P P S-3 0 0 NT,中国石油天然气股份有限公司独山子石化分公司;受阻胺光稳定剂,HA L S,紫外光
12、吸收剂,UV-A,UV-B,均为天津利安隆新材料股份有限公司。1.2 主要设备与仪器注塑 机,E r g o t e c h5 0-2 0 0 D r a g o n/S y s t e c 1 0 0/4 2 0-4 3 0,德 国D e m a g公 司;双 螺 杆 挤 出 机,L T E 2 6-4 0,美国L a b T e c h公司;紫外老化试验箱,QUV/s p r a y,美 国Q-L a b公 司;高 速 混 合 机,S HR-1 0,张家港威尔曼机械设备有限公司;激光扫 描 共 聚 焦 显 微 镜(C L S M),O L YMP U S-O L S 4 1 0 0,日 本
13、 奥 林 巴 斯 公 司;黄 度 指 数 仪,L a b S c a nX E,美国H u n t e rL a b公司;透光率雾度测定仪,WG T-2 S,深圳市纳森科技有限公司。1.3 试样制备将G P P S树脂、HA L S、UV-A、UV-B按照表1配方加入高速混合机,混合均匀,经过双螺杆挤出机熔融挤出造粒,将粒料在8 0下烘干2h,得到样品。双螺杆挤出机各段温度分别为2 1 0,2 2 0,2 2 0(机头),螺杆转速为1 5 0r/m i n;采用注塑机将粒料制成标准测试样条,用于后续测试表征及紫外光老化试验,注塑温度为2 2 0,注塑压力为5 5MP a。试验配方如表1所示。表
14、1 试验配方质量份样品编号G P P S树脂HA L SUV-AUV-B1#1 0 0.02#1 0 0.00.13#1 0 0.00.14#1 0 0.00.15#1 0 0.00.10.16#1 0 0.00.10.11.4 测试与表征老化性能测试按照G B/T1 6 4 2 2.32 0 2 2进行,选用1 A型灯管(UVA-3 4 0)。采用8h紫外光老化模式,辐射强度为0.7 6 W/(m2n m),黑标温度为(6 03);采用4h凝露模式,关闭光源,黑标温度为(5 03)。拉伸性能测试按照G B/T1 0 4 0.22 0 2 2进行,将样品在2 3 和5 0%湿度下调理1 69
15、6h,拉伸速率为4 0mm/m i n。透光率测试按照G B/T2 4 1 02 0 0 8进行,温度为(2 35),湿度为5 0%2 0%。C L S M观 察:放 大 倍 数 为2 0倍,温 度 为(2 35),相对湿度为5 0%2 0%。2 结果与讨论2.1 拉伸性能分析老化前后样品的拉伸性能如表2所示。表2 老化前后样品的拉伸性能样品编号断裂标称应变/%拉伸强度/MP a老化前老化后老化前老化后1#4.43.35 1.04 7.62#4.54.05 1.54 9.03#4.54.15 1.25 0.14#4.33.95 1.54 9.85#4.44.25 1.35 1.06#4.54.
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