【聚乙烯蠟】實驗分析PVC配方對其耐候性的影響
PVC對其的耐候性要求很高，尤其是室外用，像PVC管材型材等用在室外基礎建設方面的，那么怎樣提高其耐候性呢，下面青島賽諾聚乙烯蠟廠家針對PVC配方對其耐候性的影響做詳細闡述。
一、前言
型材和塑鋼門窗行業作為我國的朝陽產業，十余年來得到了蓬勃發展。但由于塑鋼門窗行業在我國仍屬新興產業，起步較晚，所以，與國外產品相比還存在著一定的質量差距，其中之一就是產品的耐候性問題。
此處所說的耐候性，涉及產品的二個方面：一是老化后產品表面變色，二是老化后殘余抗沖擊強度及抗拉強度的保留值。產品的變色直接影響到產品的外觀，為用戶所不能接受；有些變色還同時涉及到產品老化后的殘余強度，而殘余強度的變化速度，直接影響到產品的使用壽命。以往發表的有關塑窗變色的文章，多從鈦白粉的紫外線屏蔽作用著手，認為變色的主要原因是PVC的降解所引起，但在以往的實踐中，我們發現可以引起塑窗變色的因素較多，這些因素與PVC降解導致變色有著顯著不同。
本文擬從發現的產品變色誘導因素著手，探討產品變色情況與產品配方之間的關系，以期引起同行們的注意，對塑窗型材配方進行改進而解決塑窗變色問題。
二、試驗內容
1、試驗方法設計
考慮到已發現的誘導產品變色的各種因素以及現有的儀器、設備條件，為保證試驗快捷，結果客觀可靠，對試驗方法作如下設計：
(1)參照某異型材生產廠的實用生產配方設計一個基準配方。
(2)采用排除法，對認為在特定條件下可能會對產品變色起貢獻作用的某些物料，分別從基準配方中刪掉或換上其他品種(或型號)的替代品。
(3)將各種配方的物料分別在高混機中混合、冷卻，然后在扭矩流變儀中以相同的工藝條件制成不同配方的混煉試樣塊。
(4)將不同目的試樣塊與基準配方試樣塊置于同等試驗條件下，試驗完畢后目測試樣塊的變色情況。
2、試驗設備及儀器
高混機，SHR一10B；扭矩流變儀，RM- 200；紫外線烘箱。
3、試驗所用物料
PVC、碳酸鈣(活性輕鈣)、硬脂酸鉛、硬脂酸鈣、二鹽基亞磷酸鉛、三鹽基硫酸鉛、硬脂酸、氧化聚乙烯蠟、二氧化鈦、單甘脂、加工型ACR、抗沖型ACR、氯化聚乙烯等。
4、 基準配方
5、試驗補充說明
為避免因生產廠家產品質量引起對該種產品導致塑窗材料變色的錯誤認定，試驗后對每種引發變色的物料均取2～3家生產廠的產品再次進行平行試驗，以確定試樣塊變色是由物料本身性質所致還是產品質量所致。
三、試驗及結果
1、在自然陽光下曝曬
在自然陽光下曝曬三周后試驗結果見表1。
2、紫外燈烘箱試驗
將1～5中的配方試樣塊同時在紫外線烘箱中照射，4h后各試樣塊均出現變色，變色程度與自然光下所述基本相同。只有2試樣塊較自然陽光下曝曬三周時稍深，夾雜有橘紅色。
3、烘箱試驗
將試樣塊置于烘箱中，恒溫100℃，4h后開箱檢查試樣塊顏色變化，結果見表2。
4、濕度對變色的影響
將1～5中配方的試樣塊置于薄膜塑料袋中，將試塊表面用水弄濕，然后將塑料袋密封，置于陽光下曬三周。3和5配方試樣塊的變色較自然光節條件下的變色為輕，尤其是5配方試樣塊，幾乎未發現變色。但1、2、4。配方(均含有硬脂酸)的試樣塊，有時發生嚴重變色，試樣塊表面有不規則狀黑斑，黑斑的形狀幾乎與試樣塊表面干后的水跡輪廓相符。但發生嚴重變色的試樣塊須具備如下條件：試樣塊制成后放置一段時間或淋濕試樣塊的水不干凈。
5、硫氛下的變色
已有文章指出，在空氣污染較嚴重的工業城市中，PVC塑窗的變色較其他地方要嚴重，我們懷疑是空氣中的硫化物(S02)與加工PVC型材的穩定劑中的鉛發生反應所致。為試驗硫化物對塑窗變色的作用，我們將硫磺撒在1～5配方試樣塊表面，用水將硫磺濕潤，置于自然陽光下曝曬。三周后檢查試樣塊發現，1～3配方試樣塊與前面自然光節試驗條件下的試樣塊變灰程度均明顯加深，但4與5配方的試樣塊與自然光條件下的變色情況無明顯區別。
四、試驗結果討論
1、與試樣塊變色有關的原料
從上面試驗中顏色的變化及變化程度可以看出，與試樣塊顏色變化有關的原料有三鹽基硫酸鉛、硬脂酸、氯化聚乙烯。其中硬脂酸和CPE具有使試樣塊趨向灰黑的變色特性。而試樣塊表面發黃及棕色是PVC不同程度分解后的色澤。
2、引發變色的原料的加合變色作用
從自然光條件試驗可以看出，2配方中同時具有可引發變色的三鹽基硫酸鉛、硬脂酸和氯化聚乙烯，因而其灰色最深，局部呈棕紅色，也較1、4、5配方試樣塊局部呈淡黃或黃色的色度要深。而3和5配方中分別去掉或更換了硬脂酸、CPE后，試樣塊顏色深度逐漸變淺。
3、硬脂酸
硬脂酸使試樣塊變灰的原因有兩種，其中之一是硬脂酸在合成過程中含有成分極復雜的有機雜質，這些雜質在紫外線和熱量作用下極易氧化，成為黑色的脂類氧化物，這可從1配方試樣塊顏色深，而僅僅更換了硬脂酸的3配方試樣塊顏色變淺得以證明。有硬脂酸的試樣塊在濕度條件試驗下，出現嚴重變色和局部黑斑的現象，是因為濕度、溫度(陽光下密封的塑料袋內溫度升高)和缺氧條件下，試樣塊表面發生了霉變，這可從醫用顯微鏡下觀察到試塊表面的大量霉菌而得到證實。
4、三鹽基硫酸鉛
2配方在自然光和紫外光燈烘箱的試驗條件下，除呈灰色還局部夾雜棕黃色的原因是三鹽基硫酸鉛的耐候性不如二鹽基亞磷酸鉛，在紫外線作用下，導致PVC分解。PVC隨分解的程度不同，出現從黃、棕、灰的色澤，使試樣塊顏色變深，同樣配方的試樣塊在烘箱試驗條件下，并未增加變色深度，是因為三鹽的熱穩定性還是足夠的。
5、氯化聚乙烯(CPE)
氯化聚乙烯的耐候性問題，從現有的文獻看，未能引起足夠的重視，但我們對含有CPE的配方在自然光、紫外光燈烘箱、烘箱和濕度條件下的試驗，均證明CPE能引發試樣塊變色。作者認為，CPE引發PVC型材變色的機理是由于在CPE制造過程中所加的引發劑所致，關于其詳細機理，將在另文中予以探討。從4和5配方在5個條件下的試驗可以看出，ACR較CPE有著更好的耐候性。無論在紫外線、熱作用還是硫氛及濕度下，其變色性均較CPE優越。
五、結論
除公認的Ti02對異型材的變色有重要影響之外，我們認為PVC異型材配方中的三鹽、硬脂酸和CPE均對型材的變色有影響。為保證型材的耐候性，生產廠家要合理選擇配方，切實關注配方中物料的質量、物料中的雜質，以及物料的配合，以便生產出更好的型材。
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