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    涂料小知识—谈谈成膜助剂在水性涂料配方中的作用
           成膜助剂是水性涂料配方的重要成分,它可以改进生产工艺、改善产品性能,提高涂料施工性能。成膜助剂在水性涂料配方中使用的比例相对不高,但对提高和改善涂料和涂膜性能往往能起到十分关键的作用。水性涂料成膜助剂又称凝聚剂、聚结剂,通常为高沸点溶剂。成膜助剂的作用如同一种“临时”增塑剂,用以降低聚合物的玻璃化温度(Tg)。聚合物颗粒变形与成膜过程完成后,成膜助剂会从涂膜中挥发,从而使聚合物Tg值恢复至初始值。通常情况下,大多数成膜助剂在室温下挥发速度比水滞后1—2小时,因此,成膜助剂可以理解为由挥发性较慢的溶剂组成。作为成膜助剂的先决条件就是在涂膜干燥过程中,水分挥发,而成膜助剂仍留在涂层中,它*后从涂层中自行挥发。      通常应用于水性涂料的胶乳都具有较低的玻璃化转变温度(Tg),如VAE乳液的在一3℃左右,因此在大多数气温高于5℃自然条件下,这些乳液都可以正常成膜,而成膜助剂的加入,对加速固化成膜起到了一定的作用。乙二醇作为成膜助剂时,对丙烯酸涂料固化时间的影响表现为随着乙二醇用量的增加,涂膜的固化时间也随之降低。成膜助剂除有助于成膜性能外,还有降低涂料冻结温度的功能,如乙二醇、丙二醇就可作为涂料的防冻剂使用。此外,成膜助剂对涂料湿膜性能,如流平性(类似流平剂的作用)、抗流挂性及展色性都有一定的影响。       上海苍洪公司的炔二醇表面活性剂在水性涂料配方中亦有重要的应用,起到抑泡、润湿和流平等多功能作用。
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    谈谈光扩散聚合物的改性,以及无机型和有机型光扩散剂的应用区别
           光扩散聚合物就是将可见光点光源分散成均匀的面光源的一类透光材料,光扩散聚合物实质就是在保证材料高的透光率前提下提高材料的雾度,在两者之间寻找平衡点。透光率和雾度是两个相互矛盾的指标,雾度越高散射光量大、透光率就越低,这也就是光扩散材料制造的难点。       目前光扩散聚合物的改性主要手段是加入光扩散剂,其实质是一种接近纳米尺寸的球形度很高的微球,可以透过可见光,又可以散射可见光。光扩散剂可以添加到聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二酯、环氧树脂等透明树脂,以及发光二极管中,增加光的散射和透射,遮住点光源这一刺眼光源的同时,又能使整个树脂发出更加柔和、美观、高雅的光,达到透光不透明的舒适效果。       光扩散剂主要有无机型光扩散剂和有机型光扩散剂两类。无机光扩散剂主要品种有纳米二氧化硅、纳米硫酸钡,纳米碳酸钙等。无机光扩散剂的光扩散原理为,光通过无机光扩散剂颗粒表面,利用无机光扩散剂与基体树脂之间折光指数的差别,产生光折射从而达到光扩散即均匀光的效果。对于无机光扩散剂,入射光不能透过无机颗粒,只有部分光线透过折射通过,因此造成光能量损失较大,在光扩散的同时降低了光的亮度。一般情况下,做灯管灯罩要求透光率50%之上的都不能选择无机光扩散剂。无机光扩散剂粒径为2~3 μm,折光指数为1.41~1.43,添加比例为0.6%左右。       有机光扩散剂是利用高分子聚合技术通过交联、接枝官能团等手段合成出粒径分布均匀的微球类产品,主要包括有机硅型、有机玻璃型、苯乙烯型、丙烯酸树脂型等。有机光扩散剂的光扩散原理为,光通过有机光扩散剂颗粒表面,利用有机光扩散剂与基体树脂之间的折光指数差别,产生光折射从而达到光扩散即均匀光的效果。对于有机光扩散剂,本身是透明或半透明材料,入射光的绝大部分可以透过,因此造成光能量损失很小,在光扩散的同时基本不影响光的亮度。对于具有高透光的有机类光扩散剂,是做灯管灯罩等光学材料很好的选择。有机光扩散剂粒径为3~5 um,折光指数为1.50左右,添加比例为1%~2%,其中有机硅光扩散剂效果更明显。       比较无机光扩散剂与有机光扩散剂的原理可知,无机纳米光扩散剂加入透明聚合物中,光会通过微小颗粒的表面进行无数次光折射达到光扩散即匀光的作用。但这里光扩散剂毕竟是无机物,光线是无法穿透无机分子的,光能损耗很大。无机光扩散剂的增透效果没有,只能起到匀光的作用;有机纳米微珠光扩散剂本身光线是可以透过的,很好地解决了匀光和透光的问题,这类光扩散剂是通过基材和微珠的折射率不同,经过多次的光线折射,达到柔和光的效果。同时起到了匀光和透光的作用,其中有机硅光扩散剂效果更明显。
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    谈谈尼龙6/66材料的分子结构特点及其吸水后对产品性能的影响
                  尼龙的主要成分是聚酰胺,尼龙6/66都是半结晶性材料,成型后都含有晶区和非晶区。在晶区,分子链呈平面锯齿构象,通过酰胺键在链与链之间形成氢键。在非晶区,分子链构象呈无规状,大多数酰胺键没有相互作用形成氢键,呈“自由”状态,但不排除少数区域形成了局部的氢键。酰胺基有极性,使尼龙具有吸水和脱水两面性,没有吸水的尼龙比较脆而容易断裂,而吸了水以后其物理性能才会显现出来。尼龙制品在长期干燥、低温环境使用中会出现脱水而变脆断裂现象,缩短尼龙的使用寿命。那尼龙6、尼龙66吸水后对其性能有何影响呢?       一、力学性能和分子运动的影响。尼龙吸水后在力学性能上的变化很明显,*主要是硬度、模量和拉伸强度下降,屈服点降低,冲击强度增加。尼龙6/66的分子运动研究方法为核磁共振、动态力学松弛和介电损耗等,研究尼龙6/66材料吸水前后的转变发现,其玻璃化转变温度(Tg)对水分比较敏感,吸水后,Tg大幅下降。同时发现,Tg随吸水量增加而下降的过程具有阶段性。起始下降迅速,当吸水质量分数超过一定值之后,下降缓慢。       二、尺寸变化。尼龙6/66吸水后体积将发生膨胀。膨胀时,材料尺寸变化和吸水量变化并不完全同步。尼龙6纤维随着吸水量变化膨胀先快后慢;而尼龙6薄膜则相反。经过拉伸取向的样品,膨胀具有各向异性。在拉伸取向的方向上膨胀较明显。       三、尼龙产品吸水后性能变化的原因。尼龙零件一般是注塑成型的,由于流动性较差,需要较大的注塑压力,这样导致得到的零件具有较大的内应力。尼龙6/66具有吸潮的性能,吸潮后内部微结构被软化,应力大大降低,外在的变化就是刚度降低、韧性增加。
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    谈谈高分子材料的老化现象、老化因素及老化的防护和改善
           高分子材料在加工、贮存和使用过程中,由于受内外因素的综合作用,其性能逐渐变坏,以致*后丧失使用价值,这种现象就属于高分子材料的老化。由于聚合物品种不同,使用条件各异,因而有不同的老化现象和特征。       总的来说,高分子材料的老化可归为以下四种类型的变化。1、外观的变化。产品外观出现污渍、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;2、物理性能的变化。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;3、力学性能的变化。包括拉伸强度、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;4、电性能的变化。如表面电阻、体积电阻、介电常数、电击穿强度等的变化。       造成高分子材料老化的因素分析。1、宏观分析。高分子聚合物在加工、使用过程中,会受到热、氧、水、光、微生物、化学介质等环境因素的综合作用, 其化学组成和结构会发生一系列变化,物理性能也会相应变坏,如发硬、发粘、变脆、变色、失去强度等, 这些变化和现象就称为老化;2、微观分析。高分子聚合物在热或光的作用下会形成激发态的分子,当能量足够高,分子链就会断裂形成自由基,自由基可以在聚合物内部形成链式反应,继续引发降解,也可能引起交联。如果环境中存在氧气或臭氧,还会诱发一系列氧化反应,形成氢过氧化物(ROOH),并进一步分解成为羰基。如果聚合物中存在残余的催化剂金属离子,或在加工、使用中带入金属离子如铜、铁、锰、钴等,会加速聚合物的氧化降解反应。       目前,改善和提高高分子材料防老化性能的主要方法有以下几种。       1、物理防护,常见的方法有加厚、涂装、外层复合等。高分子材料的老化,特别是光氧老化,首先是从材料或制品的表面开始,表现为变色、粉化、龟裂、光泽度下降等,然后逐渐往内部深入。薄制品比厚制品更容易提早失效,因此通过加厚制品的方法可以延长制品的使用寿命。对于易老化的制品,可以在其表面涂覆或涂布一层耐候性好的涂层,或在制品外层复合一层耐候性好的材料,从而使制品表面附上一层防护层,从而延缓老化进程。       2、改进加工工艺。很多材料在合成或制备过程中,也存在老化的问题,如聚合过程中热的影响、加工过程中的热氧老化等。那么相应地,可以通过在聚合或加工过程中增加除氧装置或抽真空装置等减缓氧气的影响。但这种方法只能保证材料在出厂时的性能,而且这种方法只能从材料的制备源头实施,无法解决其在再加工和使用过程中的老化问题。       3、高分子材料的结构设计或改性。很多高分子材料分子结构中存在极易老化的基团,那么通过材料的分子结构设计,以不易老化的基团替代易老化的基团,往往可以起到良好的效果。或者是在高分子分子链上通过接枝或共聚的方法引入具有抗老化作用的功能基团或结构,赋予材料本身以优异的抗老化功能。但此方法成本较高,暂且不能实现大规模的生产和应用。       4、添加防老化助剂。这是目前常用的有效途径和方法,其成本较低,无需改变现有生产工艺。抗老化助剂的添加方式主要有两种,一是助剂直接添加法,即将抗老化助剂,如紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧剂等,与树脂等原料直接混合搅拌后挤出造粒或注塑等。这种添加方式由于简单易行,从而为广大的造粒和注塑厂所广泛采用;二是抗老化母粒添加法,在对产品品质和质量稳定性要求较高的厂家,更多的是采用在生产时添加抗老化母粒的方式。抗老化母粒是以合适的树脂为载体,与多种高效的抗老化助剂混合,再经双螺杆挤出机共挤造粒得到的,其应用优势在于抗老化助剂在母粒制备过程中首先实现了预分散,那么在后期材料加工的过程中,抗老化助剂得到二次分散,达到了助剂在高分子材料基体中均匀分散的目的,不仅保证了产品的质量稳定性,也避免了生产时的粉尘污染,使得生产更为绿色环保。