[其他]防止聚苯醚热塑性塑料加工过程中变色的措施

说明书

本发明总的来说涉及聚苯醚热塑性塑料的保护技术，以防止加工过程中变色，还涉及制备上述热塑性塑料的方法。

通常认为变色对塑料来说是一种损害。因为它破坏了美观，导致外观色彩不一致，常常给顾客以劣质的印象，总之这是与聚合物实质上的降解有关的。在塑料的配料工艺中，不同的塑料要使用不同的稳定剂或变色保护剂。

在前面提到的和下面将要讨论的内容中，术语“防止”（包括动作及概念）或“防止剂”都是相对的概念而不是绝对的概念，如“防止”是指对于一种未处理的对照试样的抑制。

象聚氯乙烯一类的乙烯基聚合物，用烷基锡化合物，钡-钙盐类和钙-锌盐的混合物能成功地防止变黄。这些类型的稳定剂表现在防止氯化氢的释放，并防止产生颜色的共轭双键长链形成。在一些会降解而不会出现严重变色的聚烯烃中，所要求的稳定作用更侧重于防止机械性能的下降，防止变色是次要的。此时通常采用各种苯酚类与亚磷酸酯或有机硫化物结合使用。在像ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）那样的苯乙烯聚合物中，通常实际使用叔丁基酚加上亚磷酸酯，这里尽管有时也考虑了防止变色，但多半还是考虑防止机械性能的降低。对于尼龙6，6，特别是对于其纤维用途，热处理过程中的变色是一个严重问题，因而要使用防变色剂，例如苯次膦酸。在聚酯纤维和薄膜中使用各种含磷添加剂以防变色。

开发新型的高性能热塑性塑料（所谓“工程热塑性塑料”），要求更注重于改进防止降解的措施，其中包括以变色的形式表现出的降解部分。在其结构、合成方式和降解方式都与前述的普通塑料不同。这些高性能热塑性塑料大多数在聚合物的骨架上含有杂原子（即碳以外的原子），使得它们在化学上与纯碳链聚合物有很大的区别。此外，这些热塑性塑料的加工趋于在比以往较低温度的热塑性塑料要高的温度下完成。在混炼、模塑和挤塑这些工程热塑性塑料所用的高温下，变色通常是一个严重的问题。尤为迫切需要添加剂以防止这些通常在450°F以上，往往在570°F甚至更高的温度下加工的工程热塑性塑料的变色。这类热塑性塑料包括尼龙6、尼龙6，6，、尼龙4，6，、聚苯醚、聚酰胺-酰亚胺、聚芳酯、聚芳砜、芳香族聚酯、聚醚-醚酮、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚甲基戊烯、聚亚苯基硫醚和上述相互间的或与其它热塑性塑料的共混物。

遗憾的是聚合物的稳定剂不能满足加工过程中防止变色的要求。这些稳定剂仅适用于较低温度下加工的聚合物，例如聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、ABS、二烯弹性体等。在现有技术中采用的一些稳定剂，对工程热塑性塑料来说，在加工温度范围的低温端能很好地发挥作用，但是当加工温度达到到或超过300℃（约为570°F）时，就显著丧失作用。此外，当这些稳定剂对防止物理性能例如冲击或拉伸强度的下降能起有利作用时，往往在热加工期间它们却失去防止变色的作用。反之，某些稳定剂如含有芳香胺结构的稳定剂，能有效地抗氧化，而实际上却使颜色变深。

热塑性塑料加工过程（热混炼、模塑、挤塑）中对变色防止剂的要求和在使用过程中旨在保护塑料的稳定剂的要求也是十分不同的，使用温度显然比它的加工温度低。一些人们熟知的，防止塑料在使用温度下大气氧化和光降解的稳定剂是无法作为高温热加工的稳定剂的，尤其不能用来防止热加工过程中的变色。有一种不可预见性源于聚合物结构本身。不同的聚合物结构，在机理上具有不同的变色模式，但是通常不知道产生颜色结构（“色体”或发色团）的本体。从一种聚合物中有关“色体”的知识不可能预见到影响另一类聚合物的因素。

就热分解和变色而言，一种很少为人们所明了的聚合物是聚苯醚和它们的共混组合物。从它们发明之日，人们就知道，在进行热加工时，这类聚合物会发生变色。至今为止这种变色只能被默认或不完全控制，或施加一种颜色，通常是二氧化钛来加以掩饰。