利用干粉或色母粒等方法著色塑料制品時,，可能出現(xiàn)顏色變化現(xiàn)象,，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量,。????
變色可能由下述方面原因引起：
(1)高溫成型時,，基體樹脂的氧化降解引起;
(2)由于塑料制品的某些組分，如基體與助劑,，或基體與著色顏料,，亦或助劑與顏料間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所致;
(3)由于著色顏料或助劑等不耐高溫所引起，等等,。我們通過剖析這些因素引起色變之機理,，為諸多塑料制品廠家提供參考，以便正確選擇原材料,，從而生產(chǎn)出合格的塑料制品。
塑料成型加工所引起的顏色變化
1.高溫成型時,，基體樹脂氧化降解變色
當(dāng)塑料成型加工設(shè)備之加熱圈或加熱板因失控而一直處于加熱狀態(tài)時,，容易導(dǎo)致局部溫度過高，使得樹脂在高溫下發(fā)生氧化分解,，對于那些熱敏性塑料,，如PVC等，在成型加工時更易出現(xiàn)這種現(xiàn)象,，嚴(yán)重時,，將燒焦變黃，甚至變黑,，并伴隨大量低分子揮發(fā)物逸出,。
這種降解包括解聚,、無規(guī)斷鏈、側(cè)基和低分子物的脫除等反應(yīng),。
(1)解聚
解聚反應(yīng)系先在大分子未端斷裂,，,然后按連鎖機理迅速脫除單體，在聚合上限溫度以上尤其容易進行,。
(2)無規(guī)斷鏈(降解)
對于諸如PE等聚合物在高溫成型時,，其主鏈任何位置都可能斷裂，分子量迅速下降,，但單體收率很少,，這類反應(yīng)稱作無規(guī)斷鏈，有時也稱作降解,，聚乙烯斷鏈后形成的自由基活性很高,，四周又有較多的二級氫，易發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng),，幾乎無單體產(chǎn)生,。
(3)取代基的脫除
聚氯乙烯、聚醋酸乙烯酯,、聚丙烯腈,、聚氟乙烯等受熱時，取代基將脫除,。以聚氯乙烯(PVC)為例,，PVC在180~200℃以下溫度加工成型，但在較低的溫度(如100~120℃)下,，即開始脫氫(HCl),，200℃左右失去HCl很快，而使聚合物變成深色,，強度變低,，總反應(yīng)簡示如下：﹏CH2CHCIH2CHCl～～→～～CH=CHCH=CH～～+2HCl
游離HCl對脫氯化氫有催化作用,金屬氯化物,如氯化氫與加工設(shè)備作用形成的氯化鐵,促進催化。3HCl+Fe→FeCl3+3HCl
PVC在熱加工時須加百分之幾的酸吸收劑,，如硬脂酸鋇,、有機錫、鉛化合物等,，以提高其穩(wěn)定性,。
利用通迅電纜著色市話通迅電纜線時，銅導(dǎo)線上聚烯烴層如穩(wěn)定得不好,，聚合物—銅的界面上就會形成綠色的羧酸銅,。這些反應(yīng)促使銅擴散入聚合物中，加速了銅的催化氧化,。
因此,，為了降低聚烯烴的氧化降解速率,，常加入酚類或芳胺類抗氧劑(AH)，終止上述反應(yīng),，形成不活潑的自由基A·：ROO·+AH-→ROOH+A·
(4)氧化降解
聚合物在加工和使用時都要接觸空氣中的氧氣,，在受熱時，加速氧化降解,。
聚烯烴的熱氧化屬于自由基連鎖反應(yīng)機理,，有自動催化行為，可分為引發(fā),、增長,、終止三步反應(yīng)。
氫過氧化基團引起的鏈的斷裂導(dǎo)致分子量降低,，其均裂的主產(chǎn)物為醇,、醛、酮,，最后氧化成羧酸,。羧酸對金屬催化氧化起著主要作用。
2.塑料成型加工時,，著色劑因不耐高溫而發(fā)生分解褪色變色
用于塑料著色的顏料或染料均存在耐溫極限,，達到這一極限溫度，顏料或染料將發(fā)生化學(xué)變化,，生成各種較低分子量化合物,，其反應(yīng)式均較復(fù)雜;不同的顏料存在不同的反應(yīng)及產(chǎn)物，通過失重等分析方法可以檢測不同顏料的耐溫性,，一般地：
著色劑與樹脂反應(yīng)所引起的顏色變化
著色劑與樹脂的反應(yīng)主要表現(xiàn)在某些顏料或染料與樹脂在加工成型時發(fā)生的,，這些化學(xué)反應(yīng)將導(dǎo)致色相的變化，并使聚合物發(fā)生降解,，從而使制品性能發(fā)生變化,。
1.還原反應(yīng)
某些高聚物，如尼龍和氨基塑料在熔融狀態(tài)下,，是很強的酸性還原劑,，它們能使在加工溫度下很穩(wěn)定的顏料或染料被還原褪色。
2.堿交換作用
聚氯乙烯乳液聚合物或某些穩(wěn)定化了的聚丙烯中的堿土金屬,，能與著色劑中的堿土金屬發(fā)生“堿交換作用”，從而使顏色從藍(lán)紅色變成橙色,。
PVC乳液聚合物是VC在乳化劑(如十二烷基磺酸鈉C12H25SO3Na)水溶液中借助攪拌聚合的方法,，反應(yīng)中含有Na+;為提高PP的耐熱氧性能，常加有1010,、DLTDP等抗氧劑,，抗氧劑1010是由3,，5一二叔丁基一4一羥基丙酸甲酯與季戊四醇酸鈉催化下進行酯交換反應(yīng)，而DLTDP是由Na2S水溶液與丙烯腈反應(yīng)制備硫代二丙腈,，經(jīng)水解生成硫代二丙酸,，最后用月桂醇酯化而得，反應(yīng)中亦均含有Na+,。
在塑料制品成型加工時,，樹脂中殘余的Na+將與含有金屬離子的色淀顏料如C.I.Pigment·Red48:2(BBC或2BP)發(fā)生反應(yīng):XCa2++2Na+→XNa2+ +Ca2+
3.顏料與鹵化氫(HX)間的反應(yīng)
PVC在溫度升至170℃或受光作用下脫去HCI而形成共軛雙鍵。
含鹵阻燃性聚烯烴或有色阻燃塑料制品在高溫成型亦脫鹵化氫HX,。
(1)群青與HX反應(yīng)
廣泛用于塑料著色或消去黃光的群青顏料,，是一種含硫復(fù)合物。
(2)銅金粉顏料加速PVC樹脂的氧化分解
銅顏料高溫時可被氧化生成Cu+,、Cu2+,將加速PVC分解
(3)金屬離子對聚合物的破壞作用
某些顏料對聚合物有破壞作用,，如錳色淀顏料C.I.PigmentRed48:4不適合PP塑料制品成型，原因在于變價金屬錳離子在PP的熱氧化或光氧化中,，通過電子的轉(zhuǎn)移催化氫過氧化物的分解導(dǎo)致PP的加速老化;聚碳酸酯中的酯鍵,，加熱時易水解和遇堿分解，一旦顏料中存在金屬離子更容易促進分解;金屬離子也會促使PVC等樹脂的熱氧分解,，并導(dǎo)致顏色變化,。
綜上所述，生產(chǎn)塑料制品時,，我們應(yīng)避免使用與樹脂發(fā)生反應(yīng)的著色顏料是最可行且有效的辦法,。
著色劑與助劑間的反應(yīng)
1、含硫顏料與助劑間的反應(yīng)
含硫顏料,，如鎘黃(CdS和CdSe的固溶體),，由于耐酸性較差，不宜用于PVC,，也不應(yīng)和含鉛的助劑一起使用,。
2、含鉛化合物與含硫穩(wěn)定劑反應(yīng)
鉻黃顏料或鉬鉻紅中鉛成分與抗氧劑如硫代二硬脂酸酯DSTDP反應(yīng),。
3,、顏料與抗氧劑間的反應(yīng)
加有抗氧劑的樹脂，如PP,，除前述“3.2”之外,，某些顏料與抗氧劑亦會發(fā)生反應(yīng)，因而減弱了抗氧劑的功能,，使樹脂的熱氧穩(wěn)定性變劣,。例如，酚類抗氧劑易被炭黑吸收或與其反應(yīng)而失去活性;白色或淺色塑料制品中酚類抗氧劑與鈦離子形成酚狀芳烴絡(luò)合物使制品發(fā)生黃變現(xiàn)象，我們通過選擇合適抗氧劑或添加輔助添加劑,，如抗酸鋅鹽(硬脂酸鋅)或P2型亞磷酸酯防止白色顏料(TiO2)色變,。
4、顏料與光穩(wěn)定劑間的反應(yīng)
顏料和光穩(wěn)定劑發(fā)生作用,，除前面已述含硫顏料與含鎳光穩(wěn)定劑發(fā)生反應(yīng)外,，一般都會降低光穩(wěn)定劑的效用，尤其受阻胺光穩(wěn)定劑和偶氮黃,、紅顏料作用,，其光穩(wěn)定下降效果更為明顯，還不如未著色穩(wěn)定,，此現(xiàn)象目前尚無確切的解釋,。
助劑間的反應(yīng)
許多助劑如使用不當(dāng)，將有可能發(fā)生意想不到的反應(yīng)而使制品發(fā)生色變,。如阻燃劑Sb2O3與含硫抗反應(yīng)生成Sb2S3：Sb2O3+–S–→Sb2S3+–O–
因此,，在考慮生產(chǎn)配方時，必須謹(jǐn)慎選擇助劑,。
助劑自動氧化導(dǎo)致的色變
酚類穩(wěn)定劑的自動氧化,，是促進白色或淺色制品色變的重要因素，這種色變在國外常稱為“Pinking”(泛紅),，它是由諸如BHT抗氧劑(2-6-二叔丁基-4-甲基苯酚)氧化產(chǎn)物偶合,，并形如3,3′,5,5′一均二苯乙烯醌淡紅色反應(yīng)產(chǎn)物,這種變色僅在有氧和水以及無光的情況下發(fā)生,曝置在紫外光下，淡紅的均二苯乙烯醌迅速分解成黃色的單環(huán)產(chǎn)物,。
著色顏料在光熱作用下互變異構(gòu)引起色變
部分著色顏料在光熱作用下,，分子構(gòu)型互變異構(gòu)，如使用C.I.Pig.R2(BBC)顏料由偶氮型互變?yōu)轷?，改變了原共軛效變,，引起共軛鍵的減少，導(dǎo)致顏色從深色的蘭光紅變成淺色的桔紅色;同時,，在光的催化作用下,，與水發(fā)生分解，使共結(jié)晶水發(fā)生變化而引起褪色,。
大氣污染物引起的色變
塑料制品存放或使用時,，一些反應(yīng)性基團，不管是樹脂還是助劑,，亦或著色顏料,，在光、熱作用下,，將與大氣中的水分或化學(xué)污染物一酸,、堿等發(fā)生作用,，引起各種復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，久而久之,，將導(dǎo)致褪色或變色，通過加入合適的熱氧穩(wěn)定劑,、光穩(wěn)定劑,，或選用優(yōu)質(zhì)耐候助劑與顏料可以避免或緩和這種情況的發(fā)生。
結(jié)論
（1）高溫成型時,，基體樹脂氧化降解可能引起色變,；
（2）著色劑高溫下褪色會引起塑料制品變色；
（3）著色劑與基體樹脂或助劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)將導(dǎo)致色變,；
（4）助劑間的反應(yīng)及助劑自動氧化將引起顏色變化,；
（5）著色顏料在光熱作用下互變異構(gòu)會引起制品顏色變化；
（6）大氣污染物將可能引起塑料制品發(fā)生變化,。

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