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聚氨酯耐老化的理论依据
% U5 v5 v% Z( x+ Q2 e2 Q
# c( X6 w+ U! l5 n) M6 u9 ^聚氨酯的化学成份
; B2 v9 K3 j3 i+ V5 {聚氨酯是由以下产品为主体合成的:
7 o* L* I5 W+ N1、异氰酸酯(又分为脂肪族和芳香族类) ( J* B4 i; e' e: |& T' H: z
2、聚醚或多元酸 6 i9 u( O/ l: `4 B9 `& Q
3、二元胺[少量,扩链用]
% V) z- E$ y3 x0 o* j# _6 I i& O, ^! J
聚氨酯(PU)高分子老化的原因
7 \) e) c3 k$ C4 j1.高分子的结构:PU高分子中含有的醚键、苯环、氨基结构都是不够稳定的结构,容易导致高分子分解、黄变 / U* u7 _6 @; d( R* \- J; r. u" Q _
2.高分子合成中残留的杂质:聚醚合成中使用的,以及加工设备、添加剂的引入过氧化物、金属离子的微量残留会导致高分子降解、黄变 2 @6 t! n# D# h! N2 ~ Q
3.氧(空气) :氧气O2,臭氧O3的存在造成高分子的分解?
+ A# Q! [& T+ i, K4.能量:机械应力,热,紫外线 . n1 E8 m- w( }- t' a# d, z% O
5.空气污染:NOx,SOx… % [8 L$ H. b* v1 l
6.水、潮湿:可能导致水解、抽提、溶解、析出 % K: f+ l+ K5 b% C6 L2 f
7.生物:生物酶导致的降解 8 n- i% y3 h9 G5 b2 J
" C, n6 V3 k/ r8 v
聚氨酯(PU)高分子老化的结果
* C. ?4 R) J- N2 q5 J1 F降低机械性能
. Q. y0 A1 j( T) f4 h) }& _+ }黄 变
% w' |# ^; p- e$ L3 }降低透明度
$ ]) i% P8 e+ x7 r2 ~' E+ y1 j表面粉化
2 z0 ^7 f4 O& ` Q( m降低光泽度
# r) S9 F4 e. v+ w. O5 K缩短使用期限
) K& ~8 ?: N( ^0 {+ t# m& c5 [2 N臭 味
5 O6 \9 e$ s, X/ s) t龟 裂 % {9 P- |- _2 { E5 v: V/ i+ t
8 f# Q B* l: m, p0 s7 o% I
聚氨酯的老化反应机理
8 j. `8 o- q! O( @. R& B: `自由基反应机理(热老化、光老化)
! k+ P4 t5 ^: ]! N3 w9 ZFries重排反应机理 (光老化)
9 n- J* o3 H# X9 w3 D+ q9 c" ~二醌亚胺显色反应机理 (光老化)
# _ ^. s' }8 L9 y) M- }/ S这三种老化反应机理是导致PU降解、黄变的最主要因素。 / n1 X2 p5 |6 |( L' C
% I9 |( t0 v- f. d; h
如何使聚氨酯耐老化、黄变?
7 A! m3 |7 a Q% U" L1.改变化学结构(采用脂肪族NCO可以大大改善黄变,但机械性能一样会老化) ' _2 h4 s/ }& M0 j4 w9 u$ Q8 h4 d
2.添加稳定助剂
; p6 J8 f' [4 I, U7 }8 F紫外线吸收剂 受阻胺光稳定剂 2 p$ B( G5 p( n% s2 H, w" ~4 Q* o
抗氧化剂 抗水解剂 & z4 y0 o- ~- q# C
抗NOx助剂 耐氯漂剂‥‥‥
" ~. |: H6 j8 g; y Z/ p4 y) p) k' C& P
7 P5 o6 s$ u% o8 u, a* J0 r聚氨酯的耐热氧化
& h+ R7 | Z6 k! @* [使用抗氧化剂可以防止(减轻)热氧化导致的劣化
+ r5 T2 i$ {" F% j$ X2 H9 K' ?% m抗氧剂的分类 ?6 {0 o T9 h1 K
1、主抗氧剂:捕捉过氧化自由基 $ c( H8 [+ o0 L: v# G& V
典型产品:受阻酚抗氧剂
/ _$ c J- ?( O" h/ `/ ^2 I) Z: H, V+ u7 B: Q% D- s. S
2、辅助抗氧剂:分解氢过氧化物 1 N1 B& v' z9 G0 O0 U9 d! e
典型产品:亚磷酸酯类、硫代酯类
% |( }, t5 E$ H& `- t! H
6 M% `2 k! L! n0 b% u4 {聚氨酯的耐光氧化
% \. s# }0 z: Z8 I$ o6 a造成聚氨酯光氧化的元凶是--紫外线
3 f6 F3 p6 @( `1.紫外线吸收剂-PU耐黄变的主力军
* `& l# L( Y9 o紫外线吸收剂的分类
4 F. n, {0 |4 A$ b3 a6 N6 \苯并三唑类 甲脒类 - [1 ]* T# Q0 q
2.受阻胺光稳定剂-协同紫外线吸收剂改善耐光氧化 , F$ Q. p. U* |) l0 F& `7 O: a
, H0 w8 ]4 E$ l
聚氨酯抗工业废气黄变剂
" A; D" v9 A6 p5 n6 J! W5 y. ~) r8 \ @( p$ |4 ]1 M3 ]. n
聚氨酯抗水解剂 2 L: }0 U/ r8 d4 R5 o; H
典型的抗水解剂是碳化二亚胺,可以去除酸和水,但是碳化二亚胺价格非常贵
8 `4 N0 [4 R5 ?7 n3 `! \! F( J( z1 p2 w/ \( Z
聚氨酯耐氯漂剂
2 N$ M9 \; V" t O8 z% A3 A2 p可以吸收氯原子,防止氯漂变黄
& B$ B+ \! s" a b; g$ y8 X& J2 ?: x1 Q/ K( c5 c
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