含硬脂酸金属盐光降解剂的低密度聚乙烯薄膜的稳定化.pdfVIP

聚合物与助剂 2013年第5期 含硬脂酸金属盐光降解剂的 低密度聚乙烯薄膜的稳定化 刘海军译 刘素芳校 摘 要 本文研究了不同稳定剂对含有硬脂酸金属盐的低密度聚乙烯薄膜(厚度约为40x／m)的作 用效果。薄膜在 QUV天候老化仪中加速老化。装置备有A320紫外灯，在0．67W／m2辐射度和63℃干 循环下进行。研究试验结果表 明，亚磷酸盐(NaugardP)和磷酸盐(Alkanox240P)抗氧剂对于由过渡金属 光催化剂如硬脂酸钴加速的紫外降解膜具有很好的稳定作用，这些化合物的性能优于HAtS基紫外线 稳定剂和金属钝化剂 (1rganoxMD1024)。 关键词 光降解剂，抗氧剂，光稳定剂，低密度聚乙烯 示意图1指出，聚合物 (RH)由于机械应力、 1 引言 热或紫外辐射的作用会形成 自由基。自由基迅速 塑料薄膜制品如购物袋的废弃物 由于在 自然 和氧结合形成过氧 自由基 。该 自由基接着夺取邻 环境中生物降解性差而成为一大棘手问题。聚烯 近聚合物链的另一个活泼氢，从而再生出一个原 烃如低密度聚乙烯 (LDPE)通常也有此类应用。 始链 自由基，并且得到一个氢过氧化物 。在热或 降低废弃物寿命足解决该问题的一种行之有效的 紫外线的作用下，后者分裂形成另外两个 自由基。 力法‘。可控光降解有助于聚合物快速分解为粉状 这种链反应使 自由基数量迅速增加，最终导致了 剩余物。此外，上述聚乙烯的非生物降解能使分 聚合物链的断裂，聚合物的机械性能及其他性能 子量减少，同而使材料变得易于生物降解。 随之丧失。 Rabek对光降解机理和监测聚合物降解的试 虽然所有聚合物材料暴置于阳光下都会老 验技术进行 r综述。Ozawa等人、Audoin等人和 化，可惜它们的固有速率实在是太慢rr。降解助 其他研究人员提f{j了描述降解过程的综合动力学 剂可用来加速聚烯烃的氧致生物降解。过渡金属 模 。一个高度简化的机理如示意图1。 羧酸盐和脂肪酸插层双氢氧化物最为适用。已经 使用的为基于钴、铁、锰和铈的化合物。 RH— R．— Roo．— R．+RO0H 按照Amin和 Scott的说法 ，在示意 图2所示 凸 ．， R00H—一 R0 ·+ ·0H 的一个氧化还原反应循环中，金属离子起催化氢 示意图 1 聚合物自氧化的简化反应示意图 过氧化物分解剂的作用。 比较一下示意图2和示意图 1叮以看 出，金 ROOH +M + 一 R0 ·+OH一+M3+ 属催化循环实际上将氢过氧化物分解可能产生的 ROOH +M3 一 R00 ·+H +M2 自由基的数量减少了一半。因此，金属离子的作 2ROOH— RO ‘+RO0。+H20 用事实上类似于辅助抗氧剂所起的作用。为什么 示意图2 过渡金属离子催化氢过氧化物分解 它们仍然可以促进聚合物 自氧化的原因是，它们 产生烷氧和过氧自由基的氧化还原反应循环 可以极大地增加氢过氧化物的分解速率。然而， 2013年第 5期 刘海军译 ．含硬脂酸金属盐光降解剂的低密度聚乙烯薄膜的稳定化