Стабилизация различных полимеров Полиолефины. Для стабилизации полиолефинов в процессе переработки чаще всего применяются сложно замещённые фенолы. Их эффективность зависит от количества фенольных групп, являющихся донорами водорода, и от заместителей в положении 2,6. В большинстве случаев используются синергические смеси фенольных и фосфитных антиоксидантов, обладающие большей эффективностью. Во время переработки ПЭВП (ПНД), полученного на хромовых катализаторах, может происходить как сшивание, так и деструкция цепей, что приводит к значительному ухудшению физико-механических свойств. При стабилизации таких полимеров высокую эффективность показали синергические смеси фенольного и фосфитного антиоксиданта в соотношении 1:4. Переработка ПЭВП, полученного на титановом катализаторе обычно приводит к снижению молекулярной массы, и в данном случае предпочтительно использовать смеси фенольного и фосфитного антиоксиданто в в соотношении 1:1. Стабилизация линейного полиэтилена, полученного на катализаторах Циглера-Натта, осуществляется таким же образом. При высокотемпературной переработке полиолефинов, в особенности при литье под давлением высокомолекулярных марок полипропилена, рекомендуется использовать производные бензофурана совместно с бинарными смесями фенол/фосфитных стабилизаторов. Для повышения стойкости к длительному воздействию высоких температур рекомендуется использовать синергические смеси фенол/тиоэфир. Это особенно заметно при длительной выдержке полипропилена при повышенной температуре (1500С) в печи. Присутствие тиосинергиста позволяет предотвратить появление пятен и изменение цвета. В настоящий момент стабилизирующие системы на основе фенолсодержащего антиоксиданта и тиоэфира считаются лучшим решением для стабилизации ПЭВП и линейного ПЭНП благодаря оптимальному соотношению цена-качество. Максимальная эффективность достигается в соотношении 1:2 или 1:3. Очень часто такие системы используются для стабилизации полибутена-1, используемого в производстве труб для горячего водоснабжения. Такие системы удовлетворяют самым жёстким требованиям (высокая эффективность, отсутствие миграции), предъявляемым к таким изделиям. При стабилизации изделий, используемых в контакте с горячей водой (детали стиральных машин и т.п.) необходимо, чтобы антиоксидант не вымывался водой. Изменение цвета в таких условиях (вода при температуре 900С) зависит от структуры фенольного антиоксиданта. Необходимо выбирать антиоксидант таким образом, чтобы не образовывались окрашенные в жёлтый цвет производные бензохинона. Из-за большого количества переменных параметров необходимо тестировать антиоксидант, исходя из конкретных условия применения. При выборе стабилизирующей системы для производства кабельной изоляции необходимо учитывать, что присутствие ионов меди ускоряет разложение гидроперекисей и повышает скорость деструкции полиэтилена. В таком случае необходимо вводить в систему дезактиваторы металлов. Многие изделия из полиолефинов, особенно в медицинской промышленности, подвергаются стерилизации гамма-излучением. Вследствие высокой энергии облучения образуются активные карбонильные радикалы, ускоряющие процесс автоокисления и срок службы изделия сокращается. В этом случае необходимо использовать антиоксиданты совместно с поглотителями свободных радикалов. Наибольшей эффективностью обладают системы, содержащие фенол/фосфитный антиоксидант совместно с HA(L)S (сложнозамещённые амины, производные пиперидина), поглощающими свободные радикалы. Полистирол и его сополимеры. В большинстве случаев полистирол общего назначения (ПСС, ПСМ) довольно стабилен как в процессе переработки, так и в процессе использования готовых изделий, и не требует стабилизации. Тем не менее, некоторое отрицательное воздействие температура всё же оказывает. Это заметно при вторичной переработке отходов термоформованных и вспененных изделий. Для нормальной вторичной переработки материал должен обладать достаточной вязкостью (молекулярной массой более 300000 г/моль), чтобы не происходило опадание пены. Существуют антиоксиданты, позволяющие предотвратить снижение вязкости (молекулярной массы) полистирола в процессе переработки. Наилучшие результаты достигаются, когда антиоксидант (фенольного типа) вводится в реакционную смесь на стадии полимеризации. Фосфиты и фосфониты значительно влияют на скорость полимеризации, поэтому их вводят после процесса, на стадии гранулирования. При переработке сополимеров стирола, например САН, основной вклад в процесс разложения делает акрилонитрильный компонент, содержание которого составляет 25-35 %. В основном, это изменение цвета (пожелтение), которое можно предотвратить путём введения синергических смесей антиоксидантов первого и второго типа (фенол-фосфитные). Сополимеры стирола и бутадиена (УПС) более чувствительны к термоокислительной деструкции, чем гомополимер стирола. Деструкция проявляется в изменении цвета (пожелтении) и снижении физико-механических (ударная вязкость и эластичность) свойств, поэтому необходимо введение соответствующего антиоксиданта. Введение антиоксидантов возможно как до, так и после процесса полимеризации. Единственное ограничение – нельзя вводить вторичные антиоксиданты, если процесс полимеризации инициируется перекисями. Наибольшей эффективностью обладают антиоксиданты фенольного типа. Кроме того, стеараты металлов, используемые в качестве скользящих добавок в процессе переработки в изделия, в значительной степени влияют на термостабильность материала, поэтому следует тщательно выбирать дозировку и тип скользящей добавки при переработке полистирола. Самым простым решением в данном случае является использование амидов, например EBS (этилен бистеарамид). АБС, изготовленный методом полимеризации в массе, в целом более стабилен, чем полученный в результате эмульсионного процесса, вследствие отсутствия следов эмульгатора и коагулянта. Антиоксиданты могут добавляться как во время, так и после полимеризации. Наилучшие результаты достигаются при использовании синергических смесей фенольных антиоксидантов с тиоэфирами. Такие системы позволяют предотвратить как изменение цвета, так и потерю прочностных характеристик. В некоторых случаях, в зависимости от состава смолы АБС, добавление фосфитного антиоксиданта к бинарной смеси фенол/тиосинергист даёт значительный эффект. При переработке АБС следует помнить, что светостабилизаторы и антипирены, часто применяемые при изготовлении изделий, могут взаимодействовать с антиоксидантами, что может привести к значительному снижению срока службы изделия или потере других, не менее важных свойств.
|