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怎样使塑料编织袋抗紫外线能力提高
日期:[2015-6-9 15:36:43]   共阅[1619]次
内容提要:以试验数据和实例,证明国家标准《塑料编织袋通用技术要求》对抗紫外线袋的技术要求和试验方法具有可行性和实用性。结合塑料的老化机理,论述了塑料抗氧剂、光稳定剂及JC-1225、JC-790B对塑料编织袋的抗紫外线作用。说明国产抗紫外线助剂用于塑料编织袋,可以达到国家标准规定的试验要求和实际使用要求。
关 键 词:国家标准 抗紫外线袋 试验方法 应用技术

     2  抗紫外线塑料编织袋的生产与应用技术
     2.1 人工加速老化和户外自然暴露试验
     评价塑料编织袋的耐老化性能,可以通过人工加速老化实验及户外暴露耐候性试验来测得。人工加速老化实验是将塑编袋试验样品放在试验设备中,可同时或交替地受到光、氧、热和湿度等因素的作用,在这种条件下,主要的环境参数均可较容易地保持相对稳定,因此所得到的数据就有可以保持良好的重复性。
     目前,国际上认可的人工加速老化方法为ASTM G154-06,国内为GB/T 16422.3,使用UVB313灯管,60℃下8小时辐射暴露,50℃下4小时无辐射暴露交替进行。通常要求编织袋144小时试验后,断裂拉伸强度保留率:经线≥50%、纬线≥50%。
      户外暴露试验是将塑编袋试验样品放到特定试验场所直接受到特定气候条件作用,并且一般试验时间很长,数月甚至数年,所得到的数据相对符合塑编袋的使用环境。
     按上述紫外加速老化后检测合格的产品,在真实的使用环境中使用时,抗老化效果会有差异,尤其在添加填充料的情况下添加受阻胺光稳定剂时,其抗老化的效果不稳定。编织袋的户外暴露试验虽然耗时长,人力和财力投入大,但所得的试验数据基本符合实际使用要求,可以用于编织袋的防老化质量评价和防老化效果监测。
     2.2  高效抗氧剂在聚丙烯编织袋中的应用
     聚丙烯加工,尤其是聚丙烯丝的制造,挤出工艺需求极为严苛,其工艺温度高于200℃。热装水泥袋、沥青袋等需要在60℃左右的温度下使用一段时间;夏季露天使用的塑编袋在阳光照射下,表面温度可达70℃。对于有耐热使用要求的聚丙烯塑编袋,高效抗氧剂JC-1225可以提供良好的加工和使用稳定性。
     聚丙烯加入不同抗氧剂的熔融指数变化见表8。可以看出,添加传统复合抗氧剂225或JC-1225均有效地延缓了聚丙烯多次挤出熔融指数的增加,且抗氧剂JC-1225的效果优于通用抗氧剂225。          
表8  不同抗氧剂对聚丙烯熔体流动性的影响
抗 氧 剂 MFI  g/10分钟    260℃挤出 MFI  g/10分钟   280℃挤出
1 3 5 1 3
空白 20.3 40.2 75.8 23.8 150.5
225 4.4 5.6 6.1 5.3 9.9
JC-1225 3.5 3.9 4.9 3.9 6.1
     2.3  光稳定剂JC-790B在聚乙烯塑编袋中的应用
     JC-790B为用于聚乙烯、聚丙烯编织袋及注塑制品的专用抗紫外线(防老化)助剂。
     表9、表10为聚乙烯PE(5000S)塑编袋老化前后的数据。1号配方无抗紫外线助剂,含1%色母料,UV老化后取样时局部破碎。2号配方:1%色母料,白色填充母料3%,防老化助剂JC-790B 0.4%。1、2号配方各取2条编织袋,每条编织袋取经向、纬向个2个样品,其中一个为老化前(不做老化)样品,另一个按照新国标做UV老化144小时。
表9   无抗紫外线助剂的PE塑编袋老化前后数据
试样编号 老化前经向拉伸负荷 老化后经向拉伸负荷 拉伸负荷保留率
1-1 297.6 115.1 38.7
1-2 257.9 93.4 36.2
试样编号 老化前纬向拉伸负荷 老化后纬向拉伸负荷 拉伸负荷保留率
1-1 253.4 85.9 33.9
1-2 249.2 89.3 35.8
     表9数据说明,没有添加抗紫外线助剂的聚乙烯PE塑编袋,UV老化后不能达到新国标的要求。由于聚丙烯PP比聚乙烯PE更容易发生热、光老化,抗紫外线的能力更差,没有添加抗紫外线助剂的聚丙烯PP塑编袋,UV老化后不能达到新国标的要求。
表10   含0.4%抗紫外线助剂的PE塑编袋老化前后数据
试样编号 老化前经向拉伸负荷 老化后经向拉伸负荷 拉伸负荷保留率
2-1 309.8 261.5 84.4
2-2 284.6 229.9 80.8
试样编号 老化前纬向拉伸负荷 老化后纬向拉伸负荷 拉伸负荷保留率
2-1 260.6 206.7 79.3
2-2 252.4 194.1 76.9
     表10数据说明,添加抗紫外线助剂的聚乙烯PE塑编袋,UV老化144小时后可以达到新国标的要求。
     2.4  光稳定剂JC-790B在聚丙烯塑编袋中的应用
     表11为JC-790B在聚丙烯编织袋中的使用效果,UV老化试验后,经向、纬向的拉伸负荷保留率均≥50%,符合新国家标准的要求。
表11  使用JC-790B的聚丙烯编织袋UV老化和自然暴晒试验
配  方 项    目 UV试验 原始 45天 75天 90天


JC-790B
0.5%
经向
拉力       N 430 668.75 507.5 439.75 369
拉力保留率 % 64.30
75.92 65.76 55.18
伸长率     % 12.85 20.38 13.37 9.975 8.275
伸长保留率 % 63.05
65.60 48.95 42.81

纬向
拉力       N 317.5 471.5 464 306.75 234.75
拉力保留率 % 67.34
98.41 65.06 49.79
伸长率     % 9.8 15.05 13 9.45 6.775
伸长保留率 % 65.12
86.38 62.79 45.02


其它助剂
0.7%

经向
拉力       N 201.5 857 279.25 153.75 60天
已有局部
自然破裂,
90天
阳光面
全部破裂。
拉力保留率 % 23.51
32.58 17.94
伸长率     % 4.15 20.3 5.12 3.27
伸长保留率 % 20.44
25.22 16.11

纬向
拉力       N 313 713.75 388.5 123.5
拉力保留率 % 43.8
54.45 17.3
伸长率     % 3.95 15.7 5.53 2.08
伸长保留率 % 25.16
35.22 13.25
注:1、UV老化试验按照新国标:144小时,8小时辐照、60℃,4小时冷凝、50℃;
     2、自然暴晒:新疆南疆2009年4月18~8月18日;3、其它助剂90天阳光面全部破裂;4、JC-790B 样品120天取样时,未发现自然破裂。
     表11的数据说明,经与国外同类产品、配方进行对比,并经过国内外厂家的实际使用,及2009年和2010年在新疆南疆进行的自然光暴晒试验,JC-790B的抗紫外线效果优良,不仅能够满足新国家标准的人工加速老化试验要求,更重要的是经过自然光暴晒试验,自然光暴晒的抗老化效果与人工加速老化试验相当。
     表12为聚丙烯编织袋缝底向的老化试验数据。塑编袋含填充料5%,防老化助剂0.5%。取样方法为:取3条编织袋,每条编织袋取2个缝底向样品,其中一个为老化前(不做老化)样品,另一个按照新国标做UV老化144小时。
表12   聚丙烯编织袋缝底向老化试验数据
试样编号 老化前缝底向拉伸负荷 老化后缝底向拉伸负荷 拉伸负荷保留率,%
1 273 258 94.5
2 268 252 94.0
3 271 253 93.3

     表12数据显示,缝底向老化后的拉伸负荷完全可以达到新国标的技术要求。缝底向老化后的拉伸负荷相对较高,应该是封包线的作用所致。
     3  结束语
     塑料编织袋有防老化或抗紫外使用要求时,仅仅使用通用抗氧剂或光稳定剂,一般很难满足的防老化使用要求。高效抗氧剂JC-1225和抗紫外线(防老化)剂JC-790B,适合用于有防老化使用要求的塑料编织袋,并可以达到新国家标准对抗紫外线袋的试验要求。
     新国家标准《塑料编织袋通用技术要求》的实施,将使得国内抗紫外线袋的生产和使用有法可依,必将进一步提高国内抗紫外线塑料编织袋的生产和应用技术水平,增加国产抗紫外线塑料编织袋的国际市场竞争能力。
     开发抗紫外线塑料编织袋的生产和应用技术,使用专用的、高性能价格比的塑料防老化助剂,不仅可以提高塑料编织袋企业的产品技术含量和产品附加价值,而且对节约宝贵的自然和石油资源,节能减排,保护生态环境,都具有十分重要的经济和社会意义。

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