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PP無紡布在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的農(nóng)用豐收布、防霜凍保護(hù)罩等，綠化領(lǐng)域的城市綠地，高速公路、鐵路兩側(cè)護(hù)坡綠化等，以及遮陽帽、遮陽傘、戶外廣告牌、帳篷、戶外背包、戶外運(yùn)動服、汽車戶外防塵罩等戶外制品中被廣泛使用。但是，由于PP本身的結(jié)構(gòu)特點，其在加工和使用過程中均容易受到熱、氧、光、環(huán)境氣候等因素的影響而發(fā)生老化降解，導(dǎo)致產(chǎn)品壽命大大縮短，造成資源的極大浪費(fèi)。尤其是在戶外應(yīng)用的PP無紡布制品，由于其材質(zhì)本身較薄，在各種老化因素的影響下，老化速度更快。因此，提高戶外用PP無紡布的耐候性和耐用性具有極大的經(jīng)濟(jì)和社會意義。
        目前，提高PP耐候性的主要方法是添加防老化助劑。雖然現(xiàn)在市場上有很多適用于PP材料的抗老化助劑品種，但直接添加抗老化助劑的生產(chǎn)方式往往使得助劑在產(chǎn)品中的分散不均并導(dǎo)致其抗老化效能的降低，尤其在無紡布行業(yè)，該方法易造成無紡布生產(chǎn)過程中發(fā)生斷絲，影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行和降低生產(chǎn)效率。在PP無紡布的抗老化方面，主要是采取在生產(chǎn)時加入耐候母粒的方式，目前市場上用于無紡布耐候改性的成熟助劑體系和產(chǎn)品絕大部分由國外公司供應(yīng)，國內(nèi)也有部分企業(yè)生產(chǎn)該類耐候母粒，但添加量較大，由于該類產(chǎn)品的售價較高，增加了企業(yè)的成本，壓縮了相關(guān)企業(yè)的利潤，國內(nèi)廠家的抗老化無紡布主要以出口為主，這無疑阻礙了我國耐候無紡布行業(yè)的快速發(fā)展。
        對此，我們根據(jù)PP無紡布的生產(chǎn)工藝及戶外使用要求選擇合適的抗老化助劑，通過抗老化助劑體系的多元化配方設(shè)計，開發(fā)出一種具有優(yōu)異的加工穩(wěn)定性、突出的長效熱氧穩(wěn)定性、高效光穩(wěn)定性和耐候性的PP無紡布專用耐候母粒LS-133W，使得PP無紡布能有效抵抗在加工生產(chǎn)和戶外使用過程中由于熱、氧、光、環(huán)境和氣候等因素導(dǎo)致的老化降解問題，顯著延長戶外產(chǎn)品的使用壽命。本文著重對其與國外同類進(jìn)口母粒在PP無紡布中的應(yīng)用進(jìn)行了對比研究。
1  PP無紡布耐候母粒LS-133W的基本性能
        表1為耐候母粒LS-133W的物性參數(shù)數(shù)據(jù)表。該母粒所用載體樹脂與無紡布用PP基體樹脂具有極好的相容性，且其熔融指為37g/10min  （230℃，2.16kg），與無紡布用PP基體樹脂具有相匹配的熔體流動性，易于實現(xiàn)其與基體樹脂的共混和抗老化助劑成分的均勻分散；同時本產(chǎn)品的熱分解溫度達(dá)到320℃以上，完全滿足PP紡絲的高溫耐熱要求。經(jīng)PP無紡布生產(chǎn)廠家使用后，反饋結(jié)果表明本產(chǎn)品具有優(yōu)異的加工穩(wěn)定性，有效避免了生產(chǎn)過程中的斷絲現(xiàn)象，保證了PP紡絲的可連續(xù)生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)效率。
表1  耐候母粒LS-133W的物性參數(shù)

2   PP無紡布老化前后的力學(xué)性能
        表2是分別添加了LS-133W耐候母粒和進(jìn)口抗老化母粒的1#和2#PP無紡布及未添加抗老化母粒的0#無紡布經(jīng)氙燈老化不同時間后的力學(xué)性能。
         由表中數(shù)據(jù)可知，0#、1#和2#PP無紡布樣品的斷裂強(qiáng)力保持率和斷裂伸長率保持率均隨著老化時間的增加而降低。經(jīng)240h的氙燈老化時間后，未添加抗老化母粒的PP無紡布的縱向斷裂強(qiáng)力保持率分別為5.6%；斷裂伸長率保持率為1.9%，性能明顯下降，不能滿足戶外使用的要求。而添加了抗老化母粒的1#和2#無紡布的斷裂強(qiáng)力保持率和斷裂伸長率保持率均顯著提高；經(jīng)240h氙燈老化后，1#和2#無紡布的斷裂強(qiáng)力保持率分別為84.4%和83.1%，斷裂伸長率保持率分別為62.7%和62.1%。
        這是因為PP受光照后，其光氧老化反應(yīng)以分子鏈斷裂反應(yīng)為主，過程中產(chǎn)生的大量的自由基進(jìn)一步加速了PP的老化降解，而抗老化母粒中含有對PP無紡布起光氧穩(wěn)定化作用的光穩(wěn)定化助劑成分，這些有效成分不僅可以吸收和屏蔽紫外光部分，也可同時捕獲PP斷裂產(chǎn)生的大分子鏈自由基，有效延緩了PP的進(jìn)一步老化降解。
        同時，由表2可知，經(jīng)相同時間的氙燈老化后，1#無紡布的各項性能均高于2#無紡布，這表明LS-133W耐候母粒對PP無紡布的抗老化性能明顯優(yōu)于國外進(jìn)口抗老化母粒。
表2. PP無紡布老化前后的縱向力學(xué)性能

3   PP無紡布老化前后的灰標(biāo)評級
        顏色的改變是材料老化的最直觀反映，變色評級是評價其外觀顏色變化的一種重要手段，灰標(biāo)等級評定是在標(biāo)準(zhǔn)光源D65下評定，5級最好，1級最差。 表3為未添加抗老化母粒的0#無紡布，分別添加了LS-133W抗老化母粒和進(jìn)口抗老化母粒的1#和2#PP無紡布在氙燈老化不同時間后的變色評級結(jié)果。
        由表可知，經(jīng)240h的氙燈老化時間后，未添加抗老化母粒的PP無紡布的灰標(biāo)等級為2級；添加了LS-133W耐候母粒的1#無紡布和添加了進(jìn)口抗老化母粒的2#無紡布的灰標(biāo)等級分別為4-5級和4級。這表明，添加抗老化母粒對PP無紡布的色澤保持具有明顯的效果，且LS-133W的效果更佳。
表4. PP無紡布材料老化前后的變色評級

4  結(jié)論
        （1）未添加抗老化母粒的PP無紡布經(jīng)氙燈老化后，斷裂強(qiáng)力保持率和斷裂伸長率保持率明顯下降，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足戶外實際應(yīng)用的要求；
        （2）耐候母粒LS-133W和進(jìn)口抗老化母粒的添加均有效提高了PP無紡布的斷裂強(qiáng)力保持率和斷裂伸長率保持率，同時對PP無紡布的色澤保持具有顯著效果；
         （3）在添加量相同（2.5wt%）的情況下，耐候母粒LS-133W對PP無紡布的抗老化性能明顯優(yōu)于國外進(jìn)口抗老化母粒，且性價比更具競爭力。