20年专注抗紫外线、抗黄变

 
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    抗氧剂在塑料中的作用及其选用原则简述
           塑料加工中添加合适的抗氧剂可以阻止或延迟其老化过程,从而延长塑料制品的使用寿命。选用抗氧剂时,主要应根据塑料的种类、加工设备、工艺条件、其它添加剂的品种及加入量、制品的使用环境及期限等因素综合确定。选择塑料用抗氧剂应基本参考以下原则。       一、相容性。塑料聚合物与抗氧剂的相容性往往较差,通常是在高温下将抗氧剂与聚合物熔体结合,聚合物固化时将抗氧剂分子相容在聚合物分子中间。在配方用量范围内,抗氧剂在加工温度下要熔融。设计配方时,选用固体抗氧剂、光稳定剂的熔点或熔程上限,不应高于塑料聚合物的加工温度。       二、迁移性。塑料制品,尤其是表面积与体积比(或质量比)数值较小的制品,氧化主要发生在制品的表面,这就需要抗氧剂连续不断地从塑料制品内部迁移到制品表面而发挥作用。但如果向制品表面的迁移速度过快,迁移量过大,抗氧剂就要挥发到制品表面的环境中,或扩散剂与制品表面接触的其它介质中而损失,这种损失事实上是不可避免的,设计配方时加以考虑。当抗氧剂品种有选择余地时,应选择分子量相对较大、熔点适当高的品种,并且要以*严酷使用环境为前提确定抗氧剂的使用量。       三、稳定性。抗氧剂在塑料材料中应保持稳定,在使用环境下及高温加工过程中挥发损失少,不变色或不显色,不分解(除用于加工热稳定作用的抗氧剂外),不与其它添加剂发生不利的化学反应,不腐蚀机械设备,不易被制品表面的其它物质所抽提。       四、加工性。塑料制品加工时,加入抗氧剂对树脂黏度和螺杆转矩都可能发生改变。抗氧剂与树脂熔融范围如果相差较大,会产生抗氧剂偏流或抑螺杆现象。抗氧剂的熔点低于加工温度100℃以上时,应先将抗氧剂制成一定的母粒,再与树脂混合加工制品,以避免因偏流造成制品中抗氧剂分布不均及加工产量下降。       五、环境和卫生性。抗氧剂应无毒或低毒,无粉尘或低粉尘,在塑料制品的加工制造和使用中对人体无有害作用,对动物、植物无危害,对空气、土壤、水系地无污染。对食品包装盒、儿童玩具、一次性输液等间接或直接接触人体的塑料制品,不仅应选用已通过美国食品和药物管理局(FDA)检验并许可,或欧共体委员会法令允许的抗氧剂品种,而且加入量应严格控制在*大允许限度之内。
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    简述高分子材料的老化现象,以及高分子材料老化的内在和外在因素
           高分子材料在加工、贮存和使用过程中, 由于受到光、热、氧、水、高能辐射、化学及生物侵蚀等内外因素的综合作用,高分子材料的化学组成和结构会发生一系列变化,物理性能也会相应改变,如发硬、发粘、变脆、变色、失去强度等,这种现象就是高分子材料的老化 。高分子材料老化的本质是指其物理结构或化学结构发生改变,表现为材料的性能逐渐下降,并失去其应有的使用价值。       老化现象归纳起来有下列四种变化。       一、外观变化。产品出现污渍、斑点、银纹、裂缝、喷霜、粉化、发粘、翘曲、鱼眼、起皱、收缩、焦烧、光学畸变以及光学颜色的变化。       二、物理性能变化。包括溶解性、溶胀性、流变性能以及耐寒、耐热、透水、透气等性能的变化。       三、力学性能变化。拉伸强度、弯曲强度、剪切强度、冲击强度、相对伸长率、应力松驰等性能的变化。       四、电性能变化。如表面电阻、体积电阻、介电常数、电击穿强度等的变化。       高分子材料表现出来的物理性能与其化学结构、聚集态结构有密切关系。化学结构是高分子借助共价键连接起来的长链结构,聚集态结构是许多大分子借助分子间作用力排列、堆砌起来的空间结构,如结晶态、非晶态、结晶-非晶态。维持聚集态结构的分子间作用力包括离子键力、金属键力、共价键力以及范德华力。环境因素会导致分子间作用力的改变、甚至是链的断裂或某些基团的脱落,*终会破坏材料的聚集态结构,使材料的物理性能发生改变。影响高分子材料发生老化的因素通常有两种—内在因素与外在因素。       内在因素主要有以下几种。       一、聚合物的化学结构。聚合物发生老化与本身的化学结构有密切关系,化学结构的弱键部位容易受到外界因素的影响发生断裂成为自由基。这种自由基是引发自由基反应的起始点。       二、聚合物的物理形态。聚合物的分子键有些是有序排列的,有些是无序的。有序排列的分子键可形成结晶区,无序排列的分子键为非晶区,很多聚合物的形态并不是均匀的,而是半结晶状态, 既有晶区也有非晶区,老化反应首先从非晶区开始。       三、立体归整性。聚合物的立体归整性与它的结晶度有密切关系。一般来说,规整的聚合物比无规聚合物耐老化性能好。       四、分子量及其分布。一般情况聚合物的分子量与老化关系不大,而分子量的分布对聚合物的老化性能影响很大, 分布越宽越容易老化, 因为分布越宽端基越多,越容易引起老化反应。       五、微量金属杂质和其他杂质。高分子在加工时, 要和金属接触,有可能混入微量金属;或在聚合时残留一些金属催化剂,这都会影响自动氧化老化的引发作用。       高分子材料老化的外在因素主要有以下几种。       一、温度。温度升高,高分子链的运动加剧,一旦超过化学键的离解能,就会引起高分子链的热降解或基团脱落;温度降低,往往会影响材料的力学性能。与力学性能密切相关的临界温度点包括玻璃化转变温度、粘流温度和熔点, 材料的物理状态可划分为玻璃态、高弹态、粘流态。       二、湿度。湿度对高分子材料的影响可归结于水分对材料的溶胀及溶解作用,使维持高分子材料聚集态结构的分子间作用力改变,从而破坏材料的聚集状态,尤其对于非交联的非晶聚合物,湿度的影响极其明显,会使高分子材料发生溶胀甚至聚集态解体,从而使材料的性能受到损坏;对于结晶形态的塑料或纤维, 由于存在水分渗透限制,湿度的影响不是很明显。       三、氧。氧是引起高分子材料老化的主要原因之一,由于氧的渗透性,结晶型聚合物较无定型聚合物耐氧化。氧首先进攻高分子主链上的薄弱环节, 如双键、羟基、叔碳原子上的氢等基团或原子,形成高分子过氧自由基或过氧化物, 然后在此部位引起主链的断裂,严重时,聚合物分子量显著下降,玻璃化转变温度降低,而使聚合物变粘,在某些易分解为自由基的引发剂或过渡金属元素存在下,有加剧氧化反应的趋势。       四、光老化。聚合物受光的照射,是否引起分子链的断裂取决于光能与离解能的相对大小及高分子化学结构对光波的敏感性。由于地球表面存在臭氧层及大气层,能够到达地面的太阳光线波长范围为290~4300nm,光波能量大于化学键离解能的只有紫外区域的光波,会引起高分子化学键的断裂。如波长为300 ~400nm的紫外光能被含有羰基及双键的聚合物吸收,而使大分子链断裂,化学结构改变,而使材料性能变差;聚对苯二甲酸乙二酯对280nm 的紫外线具有强烈吸收而产生降解;只含有C-C键的聚烯烃对紫外线无吸收,但在存在少量杂质的情况下,如羰基、不饱和键、氢过氧化基团、催化剂残基、芳烃和过渡金属元素,可以促进聚烯烃的光氧化反应。       添加紫外线吸收剂、光稳定剂等添加剂是阻止和延缓聚合物材料光老化的重要方法。       五、化学介质。化学介质只有渗透到高分子材料的内部才能发挥作用,这些作用包括对共价键的作用与次价键的作用两类。共价键的作用表现为高分子链的断链、交联、加成或这些作用的综合, 这是一个不可逆的化学过程;化学介质对次价键的破坏虽然没有引起化学结构的改变,但材料的聚集态结构会改变,使其物理性能发生相应改变。       环境应力开裂、溶裂、增塑等物理变化,是高分子材料的化学介质老化的典型表现。       六、生物老化。高分子材料制品在加工过程中几乎都会添加各种各样的添加剂,因而常常成为霉菌的营养源。霉菌生长时吸收了塑料表面和内部的营养物质并成为菌丝体,菌丝体又是导体, 因而使塑料的绝缘性下降,重量变化,严重时会出现剥落。霉菌生长时的代谢物中含有有机酸和毒素,会使塑料的表面出现发粘、变色,变脆、光洁度降低等现象。       生物老化也有有益的一面。多糖类天然高分子及其改性化合物通过与通用塑料的共混改性等手段可以加工成可降解的一次性薄膜、片材、容器、发泡制品等,其废弃物可以通过自然环境中广泛存在的淀粉酶等多糖类天然高分子分解酶的介入,逐步水解成小分子化合物,并且*终分解成无污染的二氧化碳和水, 回归生物圈。基于这些优点, 以淀粉为代表的多糖类天然高分子化合物至今仍为可降解塑料的一个重要组成部分。
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    盘点下国内尼龙66现有主要生产企业和那些规划生产企业
           根据行业预测,国内尼龙66市场空间在2025年将达到132万吨,2030年将达到288万吨。据统计,我国尼龙66的第一大应用领域为工程塑料,消费量占比为58%;工业丝、民用丝和其他应用的尼龙66消费量占比分别为28%、10%和4%。由于尼龙66技术及投资门槛较高,尼龙66行业集中度较高,英威达、神马股份、华峰集团为国内尼龙66产能前三企业。除了这三家外,还有哪些企业在生产尼龙66,或者规划生产尼龙66呢?本文简单对国内尼龙66主要聚合生产企业做个盘点。       一、英威达。      总部在美国堪萨斯州,工厂及分公司遍及全球。在中国上海有生产基地。尼龙66聚合产能,中国19万吨/年(全球110万吨/年)。英威达尼龙66产能约占全球的40%,全球超过75%的现有己二腈产能都在使用英威达的专有技术。2014年以来,英威达在上海化学工业园区的生产基地形成21.5万吨己二胺和19万吨尼龙66聚合物的年生产能力。2020年英威达投资10亿美元在上海建设新的己二腈工厂,年产能40万吨,己二腈是尼龙66的关键原材料。英威达在美国拥有两座己二腈工厂,另一座位于法国。       目前英威达只进行尼龙66的聚合,其改性工厂和业务全部出售给了兰蒂奇。紫外线吸收剂在尼龙的耐候改性方面具有广泛的应用,用于提升尼龙户外的耐紫外线性能。       二、神马集团。       公司位于河南平顶山,尼龙66的聚合产能为17万吨/年。1994年,我国批准平煤神马集团尼龙66盐工程,该工程引进日本旭化成公司的半苯工艺技术。发展至今,平煤神马集团是国内尼龙66行业中唯一具备规模化产能和上游原材料的一体化企业,占据了大部分国内尼龙66盐和尼龙66工业丝的市场。神马集团是中国本土*大的尼龙66生产企业,既能进行尼龙66的聚合,又有改性生产能力,其尼龙66改性材料尚处于市场培育阶段。       三、浙江华峰。       公司位于浙江瑞安,尼龙66聚合产能为8万吨/年。华峰集团聚酰胺事业部成立于2010年,该事业部专注于尼龙66切片项目。华峰集团2020年启动了年产30万吨己二腈项目,该项目预计总投资30亿元,己二腈的国产化将有效解决尼龙66聚合的核心原材料问题。       四、辽阳兴家。       公司位于辽宁辽阳,尼龙66聚合产能为4.5万吨/年。辽阳兴家化工新材料有限公司是正华新兴科技集团有限公司旗下企业,成立于2009年,公司主要生产经营尼龙66切片、尼龙66工业丝和尼龙66工程塑料等产品。一期项目于2012年投产,采用连续聚合和高速直接纺丝技术,生产各种规格的尼龙66切片和工业丝产品。二期项目于2014年投产,为年产1万吨尼龙66间歇聚合和1万吨尼龙66工程塑料的生产装置。产品广泛应用于汽车、高铁、军工、机械、电子电器、仪器仪表、建材、运动及休闲器材及高档日用品等领域。       五、江苏华洋。       公司位于江苏南通,尼龙66聚合产能为3万吨/年。江苏华洋尼龙有限公司成立于2004年,尼龙扎带年产量超过18亿条,拥有国内先进的集涤纶纺丝、纺纱、捻线为一体的流水性生产线。华洋尼龙利用自身生产工艺和技术,研发和生产尼龙66切片、尼龙增强增韧切片、尼龙扎带、涤纶缝包线、涤纶缝纫线等五大系列自主知识产权产品,广泛应用于家电、汽车、高铁、服装、工业包装等行业。华洋既进行尼龙66的聚合,又有改性塑料的开发。      再来看看有哪些项目进展中尼龙66聚合的企业。      一、天辰齐翔。      公司位于山东淄博,规划尼龙66聚合产能为100万吨/年。天辰齐翔新材料有限公司是2019年7月齐翔腾达与中国化学集团工程有限公司及其孙公司中国天辰工程有限公司就共同投资生产尼龙66达成一致,发起设立。天辰齐翔规划项目总投资200亿元,年生产100万吨尼龙66新材料、50万吨己二胺、50万吨己二腈并联产50万吨丙烯腈。分两期建设,一期投资104亿元,占地1800亩,预计2023年开始投产。      公司表示,中国天辰经过多年科研攻关,已掌握了丁二烯法合成己二腈工业化技术,以及己二腈到尼龙66的生产参数和工艺指标,并通过实验装置顺利产出合格产品。       二、旭阳集团。       公司总部位于北京,尼龙66产业在山东菏泽郓城园区,规划尼龙66聚合产能为60万吨/年。旭阳集团已引进某央企作为战略合作伙伴,利用其国内独有技术生产的己二腈开展合作,计划合资建设30万吨/年己二胺装置、60万吨/年尼龙66装置、6万吨/年PBAT装置及配套辅助设施。       三、新力新材。       公司位于浙江温州瑞安,规划尼龙66聚合产能为3万吨/年。浙江新力前身为瑞安市杜邦工程塑料有限公司,专注于改性塑料领域相关产品和解决方案的提供。根据浙江新力新材料股份有限公司“年产14万吨特种工程塑料及尼龙切片的合成产业化”项目规划,项目建成后拟年产14万吨特种工程塑料及尼龙切片。其中3万吨尼龙切片和11万吨特种工程塑料。项目拟分二期建设,一期 1.5万吨尼龙66切片和5万吨 特种工程塑料,二期1.5万吨尼龙66切片和6万吨特种工程塑料。
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    涂料小知识—谈谈防腐涂料的特性及其防腐原理解释
                 防腐就是通过采取各种手段,保护屏蔽材料被腐蚀氧化,来达到延长其使用寿命的目的,通常采用涂覆防腐涂料来达到有效的防腐效果。防腐涂料具有物理防腐、化学防腐、电化学防腐等防腐作用,一般分为常规防腐涂料和重防腐涂料,是油漆涂料中必不可少的一种。常规防腐涂料是在一般条件下,能对金属等起到防腐蚀的作用;重防腐涂料是指相对常规防腐涂料而言,能在相对苛刻腐蚀环境里应用,并具有能达到比常规防腐涂料更长保护期的一类防腐涂料。       优秀的防腐涂料的应具备以下特性。       一、具有长效防腐寿命,能在苛刻条件下使用。重防腐涂料在化工大气和海洋环境里,一般可使用10年或15年以上,即使在酸、碱、盐和溶剂介质里,并在一定温度条件下,也能使用5年以上,有些无机防腐涂料用在海水中可以达到20年以上。       二、厚膜化是重防腐涂料的特点。一般防腐涂料的涂层干膜厚度为100μm或150μm左右,而重防腐涂料干膜厚度则在200μm或300μm以上。       三、附着力强。涂层与基体结合力强,涂料组成物中含有羟基,金属基体提供正离子,能形成化学键结合。涂料配方中往往还会添加合适的附着力促进剂,以进一步满足涂膜与基材间附着力的要求。       防腐涂料的防腐原理有如下三种解释。       一、化学原理。防腐的化学原理就是将有害的酸碱物质中和为中性的无害物质,来保护防腐涂层内的材料不受腐蚀性物质的侵害。防锈涂料中经常添加一些两性化合物,例如氢氧化铝、氢氧化钡和氧化锌等,这些物质很容易和酸碱有害物发生化学作用,而实现防腐效果。       二、物理原理。防腐的物理原理就是以防腐涂层将被保护材料与外界的腐蚀性物质隔离开。如防锈涂料通过成膜来获得致密的防腐涂层,隔离腐蚀物质对被保护材料的伤害。       三、电化学作用。防腐的电化学作用是指在防锈涂料中添加一些特殊的物质,这样在水分和氧气通过防锈涂料时会发生反应而形成防腐离子,使钢铁等金属的表面钝化,从而阻止金属离子的溶出,达到防腐的目的,这种特殊物质中*常见的就是铬酸盐。