聚烯烃氧化诱导时间的测试方法
2018-03-31苗小培者东梅杨化浩郭若海
苗小培,武 鹏,者东梅,杨化浩,郭若海
(中国石化 北京化工研究院,北京 100013)
聚烯烃树脂具有价格低廉、容易加工成型、综合性能优良等特点,是一类产量最大、应用最多的高分子材料。但是聚烯烃材料在加工、储存和日常使用过程中,会在光、热、氧和机械剪切等因素的作用下发生老化降解、变色和机械性能下降现象,从而影响制品的使用寿命[1-5],因此,需要在制品中添加适宜的抗氧剂以保证聚烯烃制品的使用寿命。抗氧剂的抗氧化能力一定程度上决定了聚烯烃的寿命,在聚烯烃新产品的开发和性能测试中正确评价抗氧剂的效果具有重要的意义,而氧化诱导时间(OIT)可用于评价聚烯烃的热氧化稳定性[6-10]。
OIT是指在氧气或空气气氛中,在规定的温度下恒温测定试样中的抗氧化稳定体系抑制试样氧化所需要的时间。OIT分析的基础是放热反应产生的热释放,常用的热分析技术有DSC和TG[11-13]。目前,国内外主要根据国际标准(ISO)、国家标准(GB)和美国材料与试验协会标准(ASTM)等,采用DSC法测定聚烯烃材料的OIT。Pospisil等[14]指出DSC测定OIT的实验通常需在聚合物熔点以上较高温度下进行,这导致了DSC数据不能和较低温度下固态聚合物的寿命相关联,而且低温下聚合物氧化速率太慢,用DSC法不仅耗时而且精准度较低。采用TG在低于180 ℃下测定OIT的灵敏度及准确度则较高[13]。1961 年 Ashby[15]首次报道聚烯烃在热氧化过程伴随有化学发光(CL),随后Schard等[16-17]也证实了该现象。CL作为研究聚烯烃氧化降解的一种极为敏感的方法已得到了普遍认可,该方法是通过标示固体或液体系统中被化学反应激活的分子释放出的光子工作的[18-20]。……
