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延展使用寿命,增强尼龙是如何抗老化的?

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5532020-12-14 收藏

什么是氧化


高分子材料本身具有的结构特点和物理状态及其在使用过程中受到的热、光、热氧、臭氧、水、酸、碱、菌和酶等外在因素使得其在应用过程中,会出现性能下降或损失,例如泛黄、相对分子质量下降、制品表面龟裂、光泽丧失,更为严重的是导致冲击强度、拉伸强度和伸长率等力学性能大幅度下降,甚至失去使用价值。这种现象简称为老化。


老化在高分子材料的合成、贮存、加工和最终应用的各个阶段均可能发生,可导致材料使用寿命终结而大量废弃,造成资源的极大浪费和严重的环境污染。


高分子材料的老化分类


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。如出现污渍、斑点、银纹、裂缝等;


(2)物理性能的变化。如质量、尺寸、耐热、耐寒等性能指标的改变;


(3)力学性能的变化。如抗拉、抗弯、抗压等性能的变化;


(4)电性能的变化。如绝缘电阻、介电损耗、击穿电压等。


高分子材料及其制品在实际应用中扮演着十分重要的角色,一旦使用中发生老化失效,必然会造成经济损失,更甚者可能导致环境破坏、人身伤亡事故等等。


因此必须在高分子材料制品老化失效前对其进行更换。在既要本着节能、低碳和生态发展的原则,又要最大程度得发挥高分子材料制品的功能,材料的可靠性和耐久性就越来越受到人们的关注。


尼龙老化的原因


PA6,PA66具有质轻、韧性高、电绝缘性和绝热性能良好等优点,广泛应用于电子工业,如电器机械或电动工具外壳、电器用调谐零件、机器外壳,汽车发动机叶片等。


但是,作为电子器件的基本原料,要求其在一定使用期内,不仅力学强度保持较好,而且要求在经历老化后制品的外观和颜色不能变化太大,特别是一些外观要求严格的浅色尼龙制品,否则将会降低电子产品的性能,影响器件的正常使用。


作为室内使用的电子电器用PA6、PA66材料在实际使用中会面临局部温度较高的情况,因而长期的热的作用是使PA6、PA66老化的重要因素之一;在实际使用环境和条件下,大部分情况下会有氧参与尼龙的老化过程,热和氧的共同作用会大大加快其老化进程。因此,对PA6、PA66采取防老化措施是非常必要的。


增强尼龙抗老化方法

尼龙是如何抗老化

目前已经发现,添加抗氧化剂和共混改性可以改善PA材料的耐热老化性并且极大地延伸材料使用寿命。


常用的增强尼龙具有热氧稳定剂,包括铜稳定剂,胺和受阻酚抗氧化剂,氢过氧化物分解剂等。


根据一些数据介绍和大量实验,不同抗氧化系统的抗衰老作用如下∶铜盐抗氧化剂>1098+626抗氧化系统>1098抗氧化系统>1010+626抗氧化系统炭黑具有良好的紫外线吸收剂,因此黑色增强尼龙材料比其他彩色增强尼龙更耐老化。


已经发现,POE-g-MAH弹性体在增韧的PA6体系中可以在一定程度上抵抗热老化。抗氧化剂1098和亚磷酸酯抗氧化剂626的组合在PA6系统中具有协同效应。


铜盐抗氧化剂和抗氧化剂1098及其复合抗氧化剂都是PA6树脂体系的高效抗氧化剂。铜盐抗氧化剂对增韧PA6体系具有更明显的抗热老化效果。抗氧化剂1010配混体系对PA6树脂具有有限的抗热老化效果。增强尼龙与铜盐抗氧化剂和1098复台抗氧化增韧PA6材料,可以满足材料的热氧化老化要求。

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