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导致塑料制品出现变色的原因以及解决办法

2020-12-17

塑料制品用色粉或者色母粒着色时,有时候可能会出现颜色变化、有色差的问题,这会影响产品质量,下面广西塑胶色粉小编就与大家分享下导致塑料制品出现变色的原因以及解决办法:


广西塑胶色粉


(1)高温成型时,基体树脂的氧化降解引起; 


(2)由于塑料制品的某些组分,如基体与助剂,或基体与着色颜料,亦或助剂与颜料间发生化学反应所致; 


(3)由于着色颜料或助剂等不耐高温所引起,等等。 


我们通过剖析这些因素引起色变之机理,为诸多塑料制品厂家提供参考,以便 正确选择原材料,从而生产出合格的塑料制品。


一、塑料成型加工所引起的颜色变化


1. 高温成型时,基体树脂氧化降解变色


当塑料成型加工设备之加热圈或加热板因失控而一直处于加热状态时,容易导致局部温度过高,使得树脂在高温下发生氧化分解,对于那些热敏性塑料,如PVC等,在成型加工时更易出现这种现象,严重时,将烧焦变黄,甚至变黑,并伴随大量低分子挥发物逸出。


这种降解包括解聚、无规断链、侧基和低分子物的脱除等反应。


1.1 解聚


解聚反应系先在大分子未端断裂,然后按连锁机理迅速脱除单体,在聚合上限温度以上尤其容易进行。


1.2 无规断链(降解)


对于诸如PE等聚合物在高温成型时,其主链任何位置都可能断裂,分子量迅速下降,但单体收率很少,这类反应称作无规断链,有时也称作降解,聚乙烯断链后形成的自由基活性很高,四周又有较多的二级氢,易发生链转移反应,几乎无单体产生。


1.3 取代基的脱除


聚氯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯腈、聚氟乙烯等受热时,取代基将脱除。以聚氯乙烯(PVC)为例,PVC在180~200℃以下温度加工成型,但在较低的温度(如100~120℃)下,即开始脱氢(HCl),200℃左右失去HCl很快,而使聚合物变成深色,强度变低。


1.4 氧化降解


聚合物在加工和使用时都要接触空气中的氧气,在受热时,加速氧化降解。


2. 塑料成型加工时,着色剂因不耐高温而发生分解褪色变色


用于塑料着色的颜料或染料均存在耐温极限,达到这一极限温度,颜料或染料将发生化学变化,生成各种较低分子量化合物,其反应式均较复杂;不同的颜料存在不同的反应及产物,通过失重等分析方法可以检测不同颜料的耐温性


因此,我们在选用色母粒或着色颜料时必须根据塑料制品成型加工时的要求选用相应档次的既耐热又经济适用的着色剂。


二、着色剂与树脂反应所引起的颜色变化


着色剂与树脂的反应主要表现在某些颜料或染料与树脂在加工成型时发生的,这些化学反应将导致色相的变化,并使聚合物发生降解,从而使制品性能发生变化。


三、着色剂与助剂间的反应


四、助剂间的反应


五、助剂自动氧化导致的色变


酚类稳定剂的自动氧化,是促进白色或浅色制品色变的重要因素,这种色变在国外常称为“Pinking”(泛红),它是由诸如BHT抗氧剂(2-6-二叔丁基-4-甲基苯酚)氧化产物偶合,并形如3,3′,5,5′一均二苯乙烯醌淡红色反应产物,这种变色仅在有氧和水以及无光的情况下发生,曝置在紫外光下,淡红的均二苯乙烯醌迅速分解成黄色的单环产物。


六、着色颜料在光热作用下互变异构引起色变


部分着色颜料在光热作用下,分子构型互变异构,如使用C.I.Pig.R2(BBC)颜料由偶氮型互变为醌型,改变了原共轭效变,引起共轭键的减少,导致颜色从深色的兰光红变成浅色的桔红色;同时,在光的催化作用下,与水发生分解,使共结晶水发生变化而引起褪色。


七、大气污染物引起的色变


塑料制品存放或使用时,一些反应性基团,不管是树脂还是助剂,亦或着色颜料,在光、热作用下,将与大气中的水分或化学污染物一酸、碱等发生作用,引起各种复杂的化学反应,久而久之,将导致褪色或变色,通过加入合适的热氧稳定剂、光稳定剂,或选用优质耐候助剂与颜料可以避免或缓和这种情况的发生。


八、结论


(1)高温成型时,基体树脂氧化降解可能引起色变;


(2)着色剂高温下褪色会引起塑料制品变色;


(3)着色剂与基体树脂或助剂发生化学反应将导致色变;


(4)助剂间的反应及助剂自动氧化将引起颜色变化;


(5)着色颜料在光热作用下互变异构会引起制品颜色变化;


(6)大气污染物将可能引起塑料制品发生变化。

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