叔氢(叔氢与伯氢的相对活性怎么算)

身体健康 2025-04-11 08:44健康新闻www.jianfeiren.cn

自上世纪五十年代起,聚丙烯以其丰富的来源、较低的密度、耐腐蚀性、优良的力学性能和电绝缘性,迅速成为五大通用塑料中的佼佼者。广泛应用于汽车、包装、电子电器、农林渔业、日化、纺织和医药卫生等多个领域。聚丙烯也存在脆性大、耐低温性差、抗老化性能不足等缺陷,限制了其应用范围的进一步扩大。

为提高聚丙烯的性能并拓展其应用领域,化学改性和物理改性成为两种主要的改性方法。化学改性通过共聚、交联、接枝等化学手段改变聚丙烯的分子结构,以满足不同的使用需求。物理改性则通过共混、填充、增强等物理方式,在聚丙烯基体中加入橡胶、弹性体、添加剂等,改善其性能。

在生产过程中,加入各种功能性添加剂是改善聚丙烯性能的有效手段。这些添加剂能够在一定程度上解决聚丙烯稳定性差、易变色等问题,甚至赋予其特定的功能。其中,抗氧剂是聚丙烯改性中至关重要的一类添加剂。

聚丙烯分子中的叔氢结构使其在光、热等条件下容易发生氧化反应,生成过氧自由基,进而引发聚丙烯分子链的断裂和降解。这个过程称为聚丙烯的自氧化过程。为了阻止这一过程的进行,需要加入抗氧剂。

抗氧剂通过消除自由基、分解过氧化氢等方式,将聚丙烯转化为稳定物质,从而延缓或抑制聚丙烯的氧化过程,阻止其老化并延长使用寿命。根据作用机制的不同,抗氧剂可分为主抗氧剂和辅助抗氧剂。

主抗氧剂作为氢供体,能够消除高活性的自由基,生成稳定的化合物,从而阻止链的传递与增长。常见的主抗氧剂包括胺类抗氧剂和酚类抗氧剂,如抗氧剂1010、抗氧剂3114等。

辅助抗氧剂则能与过氧化物发生反应,生成稳定的非自由基产物,使链反应得到抑制或减缓。常见的辅助抗氧剂包括含酸金属盐、硫化物、硫酯以及亚磷酸酯等,如抗氧剂168、抗氧剂618等。

在实际生产过程中,通常将主抗氧剂和辅助抗氧剂配合使用,制备得到的复合抗氧剂往往具有更好的氧化稳定性。常见的复配抗氧剂有B215、B225、B900等。还有一些研究了不同抗氧剂之间的复配效果,如热依扎别坎等研究的受阻酚抗氧剂1076和受阻胺抗氧剂944的复配使用,通过测试证明复配后的抗氧剂对聚丙烯起到了更长效的抗氧化作用。

通过对聚丙烯的改性以及添加适当的添加剂,可以有效提高聚丙烯的性能,扩大其应用范围,满足不同的使用需求。在深入研究冯相赛等学者关于聚丙烯改性的实践后,我们发现,通过主抗氧剂1010与辅助抗氧剂168的复配,以特定的质量比例加入聚丙烯中,确实能显著提升聚丙烯的耐热氧化性和力学性能。这种复配抗氧剂不仅增加了聚丙烯的熔体黏度,还使得聚丙烯的结晶度显著下降。这一发现对于提升聚丙烯制品的性能和使用寿命具有重要意义。

在光稳定剂方面,聚丙烯制品在日光或强荧光下的暴露会经历自动氧化反应,导致聚合物降解,表现为表面龟裂、发黄、变脆等现象。为了延长聚丙烯制品的使用寿命,添加光稳定剂成为了一种有效的手段。光稳定剂可以分为紫外线吸收剂、淬灭剂、光屏蔽剂和自由基捕获剂等类型。

紫外线吸收剂能够选择性地吸收高能量的紫外线,并转化为无害的热能或化学能。其中,二苯甲酮类、水杨酸酯类和苯并三唑类应用广泛。淬灭剂则通过分子间的过程转移能量,消除受激分子上的激发能量,使分子回到稳定的基态。光屏蔽剂能够遮蔽或反射紫外光,减少紫外线的透射,从而防止制品内部老化。自由基捕获剂的主要功能是清除自由基,形成稳定的自由基或分子,从而延缓制品的光老化过程。

王雅珍等研究者通过特定比例的光稳定剂加入到聚丙烯中对其进行改性,发现加入的光稳定剂不仅能有效减缓聚丙烯的降解速率,还能增强聚丙烯的力学性能。将抗氧剂和光稳定剂复配后加入到聚丙烯中也是一种常见的改性方法。

除了上述的抗氧剂和光稳定剂,聚丙烯改性还常使用除酸剂。这些除酸剂主要用于吸收聚丙烯中残留的氯等卤素,防止其在加工过程中腐蚀设备。除酸剂需要满足多种要求,包括高纯度、热稳定性、熔点低于聚合物的加工温度等。常用的除酸剂有水滑石DHT-4A、硬脂酸钙、氧化锌等。其中,水滑石具有优异的阴离子交换特性,能够在较低温度下与氯离子进行交换,将其固定在稳定的晶体结构中。

通过对聚丙烯进行改性,可以有效提高其耐热氧化性、力学性能、抗紫外线性能等,从而延长其使用寿命。这一系列的改性手段为聚丙烯的广泛应用和进一步发展提供了有力的支持。硬脂酸钙作为除酸剂,通过与Cl-发生反应,生成CaCl2和硬脂酸,有效去除残留在催化剂中的Cl-。李丽英等发现,在实际生产中,使用水滑石作为除酸剂能中和聚丙烯Ziegler-Natta型高效催化剂中的氯化物,但水滑石的较高无机物含量会增加聚丙烯产品的灰分。相比之下,硬脂酸钙的灰分更低。氧化锌也是一种重要的除酸剂,它不仅能中和酸性物质,还能增加聚丙烯的光稳定性,其保护效果源于对破坏性紫外线的强吸收能力。在高温加工领域如流延膜生产,氧化锌的优越性更为显著,而某些有机金属硬脂酸盐在高温下可能发生变色。

关于成核剂,它在聚丙烯中的作用是调控晶型、细化晶粒、改变微观形态等。常见的晶型包括α、β、γ、δ和拟六方晶。其中,α晶型是最常见且热稳定性最好的,属于单斜晶系,具有良好的刚性但韧性较差。β晶型则是六方晶系,具有较低的弹性模量和较高的热变形温度,产品具有优异的力学性能和冲击强度。成核剂可分为α成核剂和β成核剂,其中有机羟基铝盐成核剂能作为增刚成核剂改善制品的性能。

姜艳峰等研究了不同种类的成核剂对等温结晶、不等温结晶行为的影响,发现不同成核剂对聚丙烯晶体形态和结晶度的影响各异,但都能降低聚丙烯的成核自由能并减小晶体尺寸。王波等使用TMB-5型β成核剂对均聚聚丙烯进行改性研究,发现加入β成核剂后聚丙烯的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量有所提升,同时晶粒尺寸减小,界面结合力增强,冲击能力也随之增强。

至于抗静电剂,聚丙烯是一种非极性树脂和良好电绝缘体,但在加工和使用过程中容易因摩擦或接触带电物质而产生静电积累。在生产过程中添加抗静电剂是解决这一问题的方法。抗静电剂会在制品表面形成连续、均匀的导电分子层,降低静电的聚集。这种导电层由抗静电剂中的亲油基朝向聚丙烯内部,亲水基朝着大气侧排列形成,并能吸收大气中的水分。在化学世界里,我们发现了抗静电剂的多重身份与功能。抗静电剂作为塑造高分子材料特性的关键元素,广泛运用于各类塑料制品的生产过程中。其种类繁多,可按照离子类型划分,包括阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型。每一类型的抗静电剂都拥有独特的化学特性和应用场景。

阴离子型抗静电剂带有负电荷,主要成分是烷基磺酸盐等。它们在电离后,亲水基带负电荷,能够有效对抗静电的产生。阳离子型抗静电剂则带有正电荷,主要成分如季铵盐等,能够在电离过程中形成正电荷的亲水基,同样起到抗静电的作用。两性离子型抗静电剂更为独特,它们分子中至少含有两个亲水基,电离后能同时携带正负电荷。非离子型抗静电剂则以其不带电荷的特点广泛应用于各种塑料制品中。它们在聚丙烯改性中的常用代表是符合食品法规的单硬脂酸甘油酯(GMS)。这种抗静电剂能迅速迁移到制品表面,发挥出色的抗静电功能。

龙莲花的研究深入了GMS在聚丙烯表面的分布情况。由于GMS分子量适中,带有合适的极性头部,它容易迁移到聚丙烯表面,形成导电薄层,发挥出色的抗静电性能。KANGWM等通过混合PF8-044抗静电剂和聚丙烯,成功制得了具有优异抗静电性的复合非织造布SMS。但抗静电剂的加入也可能对制品的力学性能产生一定影响。

除了抗静电剂,聚丙烯的生产过程中还需要控制其分子量的分子量调节剂。这些调节剂一般使用过氧化物,它们与聚丙烯的长分子链反应,将长链降解为短链,从而改善聚丙烯的流动性。DTBP是其中一种常用的分子量调节剂,它通过分解产生的自由基使聚丙烯分子链断裂,从而降低分子量,改善流动性。蔡力宏等在生产中加入DTBPH作为分子量调节剂,发现聚丙烯的熔融指数急剧升高,同时其力学性能和晶体形态基本保持不变。

除了调节分子量,聚丙烯生产过程中还需要考虑加工过程中的摩擦问题。爽滑剂的加入可以有效降低聚丙烯与设备间的摩擦阻力,改善加工过程。它们会迁移到制品表面,形成润滑涂层,显著降低与其他物体表面的摩擦系数。爽滑剂还具有一定的抗静电性,能提高加工设备的脱模能力,在注射成型中也可作为脱模剂使用。

抗静电剂、分子量调节剂和爽滑剂在聚丙烯的生产和加工过程中扮演着重要的角色。它们通过不同的机制和作用方式,影响着聚丙烯的各项性能。随着科技的进步和研究的深入,这些添加剂的性能将不断提升,为聚丙烯的广泛应用提供更强的支持。聚丙烯的改性奥秘:爽滑剂、抗粘连剂与荧光增白剂的协同作用

聚丙烯,作为一种广泛应用的热塑性塑料,其性能优化一直是行业关注的焦点。相对分子质量较高的无迁移型爽滑剂,虽然难以在聚丙烯内部扩散,但在其挤出过程中,却能发挥至关重要的作用。这些爽滑剂附着于聚丙烯表面,显著降低了摩擦系数,为产品赋予更加流畅的使用体验。

胡琳及其团队深入研究了长链脂肪酸酰胺类爽滑剂,如芥酸酰胺、油酸酰胺和硬脂酸酰胺等,在聚丙烯中的应用。他们发现,这些爽滑剂不仅提升了聚丙烯的表面光泽度和外观性能,还有助于脱模,而不会对聚丙烯的分子量、结晶性能和力学性能产生显著影响。

提到抗粘连剂,它也被称为开口剂,在薄膜制品中发挥着不可或缺的作用。聚丙烯薄膜成型后,由于其自身的真空密合特性,膜层之间容易紧密贴合。抗粘连剂能够在聚丙烯的微观表面形成微小的粗糙面,让空气流入各层之间,从而防止制品粘连。其中,硅藻土是最早使用的抗粘连剂之一,其多孔结构和较大的比表面积能让聚丙烯分子链进入其孔隙,减小分子层间的接触面积,降低黏结力。

荧光增白剂则是用于提高聚丙烯制品白度和光泽度的有机化合物。它能够吸收不可见的紫外光,并通过转换能量发射出可见的蓝紫色光,从而弥补材料对蓝紫相光的吸收损失。罗磊等人的研究表明,荧光增白剂在聚丙烯中大部分以微聚体形态存在,能有效提高制品的白度。但过量使用时,荧光增白剂的凝聚体可能因过饱和而形成团聚体,导致增白效果减弱。

针对各种使用需求,通过使用不同种类和数量的添加剂对聚丙烯进行改性,可以显著改善制品的某种性能。随着科技的进步和社会对聚丙烯要求的不断提高,聚丙烯添加剂改性技术也在迅速发展。不同的添加剂如雨后春笋般涌现,为整个聚丙烯行业的发展注入了新的活力。

无迁移型爽滑剂、抗粘连剂和荧光增白剂等添加剂的使用,为聚丙烯性能的优化提供了强有力的支持。这些添加剂的协同作用不仅改善了聚丙烯制品的使用体验,还满足了市场的多样化需求,推动了整个行业的持续进步。

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