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尼龙及高温尼龙黄变原因及解决方案!

2018-12-24 11:29阅读:
尼龙黄变的原因

通过研究表明:材料发生黄变的原因主要是由两种,一种是最终产物会有“苯醌”成分形成;另一种是里面含有“双键”。

1, PA6受外界条件的影响而黄变
a、 光,热造成PA6断键分解,与氧气接触后进一步氧化形成带色的过氧化物,从而引起泛黄。
b、 空气中的氮氧化合物NOx引起PA6氨基以及大部分受阻酚类抗氧剂氧化,生成黄色物质(醌类结构),导致泛黄。
c、 配方整体偏碱性,容易引起泛黄,PH7一般不会引起黄变,但是PH值过低会导致尼龙发灰。

2、包装材料对尼龙黄变的影响
a、纸质包装,纸袋在原料制浆粕时耗费大量的碱剂及SO2,而浆粕里碱剂及SO2残留量很大。S02从纸袋里渗出后会导致PA6泛黄,同时碱性环境也容易导致PA6泛黄。
b、包装用聚乙烯薄膜里有一种抗老剂,化学名为2、6二异丁基苯酚(BHT),苯酚类物质在一定条件下发生化学反应形成一种含硝的黄色有机化合物,使尼龙泛黄。

尼龙的防黄途径
1、 使用耐温型主抗氧剂避免加工过程中由于高温带来的快速氧化,并且通过亚磷酸酯类抗氧剂来拆分已经形成的过氧化物。


目前通用的抗氧剂为168,但是168热分解温度非常低(10% TGA是240;90% TG
A为270),因此当尼龙+玻纤/填充时,温度一般会在280以上,局部温度可达300左右,那么这样的话抗氧剂168几乎就会被全部分解并且随抽真空抽走,完全起不到应有的效果,从而导致材料黄变。
这样的话耐高温抗氧剂Revonox 608/608T——全球耐温,耐水解等级相当 高的亚磷酸酯辅助抗氧剂就应运而生,(10% TGA是327~331;90% TGA为400左右),结构本身分子量高,空间位阻大,自身具有”疏水“性,不溶于水,耐水解性非常好(在3000h以后才开始水解),避免一般磷系抗氧剂(如:626等从一开始就水解)水解问题。这样即使在高温加工条件下保留的有效成分多,从而更好的保护材料,同时也避免了析出问题。
详见:


一般材料到下游注塑成型,要经历3~5遍过螺杆,一般物性下降不大,主要每过一次螺杆,颜色就会损失很多。
对比实验如下:


2、 尽量选用不易被氮氧化合物NOx氧化的受阻酚主抗氧剂。这是由于:
1)受阻酚抗氧剂与气体(NOX气体等)亲和力强,在气体浓度大时,或者材料与气体接触比表面大时(薄膜,纺丝材料等)极易结合形成“苯醌”从而导致材料“发红”或“发黄”,我们称之为“酚红”。
2)受阻酚抗氧剂机理就是“捕获自由基”,通俗的讲就是“氧化自己从而保护材料不被氧化”,氧化之后的产物同样为“苯醌”,所以添加受阻酚抗氧剂材料本身就会发黄。

目前不发生“酚红”的两只抗氧剂是:1)羟基胺抗氧剂Revonox 420(IRGASTAB FS042——不含受阻酚主抗;2)耐高温抗氧剂GA-80(半受阻酚类主抗);

下图为我司做的NOx氧化常见添加剂后的颜色:

3、 配方设计尽量避开碱性物质。
4、 包装选择尽量避开含BHT防老剂产品。
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