探討塑料製品異常變色的現象與原因

日期：2022-08-03 12:05:41 編輯：科思德塑膠來源：科思德塑膠瀏覽：1664

抗氧劑和光穩定劑是提高塑料製品使用性能，增加或提高塑料製品使用價值和附加值的功能助劑，在國內有較好市場發展空間和應用技術前景。近五年來，國內塑料製品使用抗氧劑、光穩定劑的數量越來越大，使用抗氧劑、光穩定劑的品種也呈現多元化趨勢。但相對應的是，加入抗氧劑和光穩定劑的防老化塑料製品的變色現象呈多發趨勢。在塑料製品存放、運輸和使用過程中，均發生了多起塑料製品局部變黃或變粉的現象。
塑料製品的變色現象
塑料製品局部變黃或變粉的現象，主要發生在塑料生產企業的車間、庫房，塑料製品使用企業的庫房（包括填裝物品後的產品庫房），以及塑料製品和塑料製品內裝物品後的運輸過程。

抗氧劑和光穩定劑是提高塑料製品使用性能，增加或提高塑料製品使用價值和附加值的功能助劑，在國內有較好市場發展空間和應用技術前景。近五年來，國內塑料製品使用抗氧劑、光穩定劑的數量越來越大，使用抗氧劑、光穩定劑的品種也呈現多元化趨勢。但相對應的是，加入抗氧劑和光穩定劑的防老化塑料製品的變色現象呈多發趨勢。在塑料製品存放、運輸和使用過程中，均發生了多起塑料製品局部變黃或變粉的現象。
塑料製品變黃
廣西某公司生產的聚丙烯白色集裝布，添加國產抗氧劑、光穩定劑，在庫房內光線偏暗狀態下存放，局部變成微黃色。山東某企業聚丙烯集裝袋，織出布卷放在庫房內，側麵的折邊變黃。河北某企業生產的集裝袋，發到客戶（運輸）時，客戶進廠檢驗發現局部變黃。遼寧某企業，聚丙烯集裝袋出口後，存放於國外客戶庫房，發生局部變黃。江蘇某企業，集裝袋銷售後，存放於客戶庫房發生變黃。日本某企業，進口中國UV助劑生產聚丙烯母料，2014年5月生產的母料，存放至2015年1月變（黃紅）。福建某企業，聚丙烯集裝袋使用後，部分袋子呈現深淺不一的黃變。
變色原因和對策探討

在正常生產的塑料製品中，變色現象是偶發的。有單獨添加抗氧劑或光穩定劑發生的變色，有抗氧劑和光穩定劑配合使用發生的變色，也有不添加抗氧劑和光穩定劑發生的變色。

相對而言，發生變色的幾率是：軟製品高於硬質品，薄製品高於厚製品，添加防老化助劑的製品高於不添加防老化助劑的製品。

樹脂和填充材料引起的變色

聚乙烯、聚丙烯樹脂是生產塑料製品必不可少的主要原料，在我們調查、統計的案例中，加工過程沒有加入任何抗氧劑或光穩定劑，有塑料製品從擠出機擠出後就發生變色的現象，也有塑料製品在存放過程發生變色現象。在更換同類型其他廠家或其他牌號樹脂後，沒有發生過變色。當然，不排除樹脂中加入了基礎抗氧劑，如168、1076、1010等。

對於茂金屬催化劑的聚乙烯樹脂、生產後存放時間大於三個月的聚丙烯粉料、樹脂聚合催化劑殘留量過高的聚乙烯或聚丙烯樹脂，有可能發生變色現象。

正常熔融指數3~5的某種聚丙烯粉料，存放到熔融指數22時，加入0.3%的白色光穩定劑或抗氧劑，用20雙螺杆擠出機造粒時，顆粒變色。

碳酸鈣、鈦白粉或相應母料等，如金屬雜質的含量偏高，也會引起製品著色。如鐵（Fe）含量過高時，塑料等製品存放、並遇適當條件時，鐵受到氧化變成氧化鐵Fe2O3（三氧化二鐵、鐵紅，紅棕色粉末），而致使塑料製品變色。

鈦白粉中如果含有過量鐵、鎳、鉻等雜質，經過一定條件的不完全氧化，這些雜質會形成相應氧化物，變成紅褐色，致使塑料製品變色；完全氧化或400nm以下的紫外線照射時，這些氧化物會再發生化學和物理變化，褪色或無色。據中國粉體網報道，如氧化鐵在金紅石型鈦白粉中的含量大於0.003%時，金紅石型鈦白粉對雜質更為敏感。

經表麵處理的高純、優質鈦白粉，如果在高攪混料機或擠出機進料段停留時間過長，可因劇烈摩擦而破壞部分表麵處理層，也會導致製品變色。建議混料階段，盡可能地減少鈦白粉的混合時間。

環境條件引起的變色

同一批生產的塑料製品，銷售給A、B二個客戶使用，沒有發生變色現象；而銷售給C客戶使用，在C客戶的庫房發現變色，這是典型的環境條件引起的變色問題。

變色現象多發於庫房，尤其是空氣流通不暢的庫房；在塑料製品的生產車間內，基本沒有發生過塑料製品的變色現象

一般廠家的庫房是用柴油叉車或汽油叉車進行物品運送，庫房內空氣中含有過量的不穩定氮氧化物NOx，這些NOx在庫房內長期積聚，庫房空氣中的NOx含量大幅度增加。

有的NOx本身就是著色物質，如：二氧化氮NO2是一種棕紅色、高度活性的氣態物質。NOx大量附著或被吸附到塑料製品的裸露邊緣時，必然導致塑料製品邊緣變色。NOx是化學活性物質，具有氧化性能和催化氧化性能，對於塑料製品中的各種有機和無機的化學化合物，可以發生氧化反應，進一步致使製品變色。

同一型號樹脂，在汽油和柴油尾氣環境中，柴油尾氣致使樹脂變色。

如確定塑料製品因環境因素變色，更換樹脂廠家是解決變色的有效方法之一。
黃色母料存放於空氣和（80%空氣 20%NO2）中，常溫條件60天。（80%空氣 20%NO2）環境中的母料外觀明顯變深。

以深色母料2%的加入量，製成聚丙烯樣板，放置於80℃恒溫熱老化箱中，70小時表麵開始變粉，83小時粉色明顯。

以紅褐色母料2%的加入量，製成聚丙烯樣板，放置於80℃恒溫熱老化箱中，12小時表麵開始變粉，19小時粉色明顯。因此，高濃度NOx等環境因素是引發塑料製品變色的重要因素之。

環境條件引起的變色問題，關鍵在於環境因素，也是加成助劑下一階段的排查、試驗模擬和根本防治變色的工作重點。

助劑異變引起的變色

塑料助劑添加於塑料製品中，在一般或正常的加工、存放和使用過程是穩定的，不會導致或引發塑料製品變色。

塑料助劑幾十年的發展和使用曆程，也說明了現有及現用的塑料助劑的穩定性。例如，有觀點認為受阻酚抗氧劑引起塑料製品變色，如果受阻酚抗氧劑容易、並經常導致塑料製品變色，受阻酚抗氧劑就不會有長達60年左右的使用曆程，也不會在當今塑料製品中廣泛使用。

塑料助劑畢竟是化學品，在塑料製品加工、存放和使用過程中，受到多種非正常因素誘發、產生分子結構異變，則導致塑料製品變色。我們不能因噎廢食，找到塑料助劑被誘發及異變的關鍵原因，才可以根本解決塑料製品的變色難題。

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