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抗老化型PP非織造布的應(yīng)用、老化問題研究及防老化解決方案

2019-04-03 文章來源：華雨林無紡布

抗老化型PP非織造布的應(yīng)用

農(nóng)業(yè)領(lǐng)域

非織造布技術(shù)和農(nóng)業(yè)技術(shù)的結(jié)合產(chǎn)生了農(nóng)用非織造布。農(nóng)用非織造布是一種新興材料，通常由聚酯或PP原料加工而成，其中以PP的用量最多。PP非織造布在受到紫外線長(zhǎng)時(shí)間照射的情況下容易老化粉化而導(dǎo)致壽命大幅縮短。通過抗老化改性制得的抗老化PP非織造布對(duì)空氣和水有良好的滲透性，具有良好的微氣候調(diào)節(jié)功能，可隔熱、保溫和防紫外線，既可達(dá)到改善環(huán)境和生長(zhǎng)條件的作用，又可起到保護(hù)作用，因此該類非織造布在國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域被廣泛用作生產(chǎn)中的水果套袋、農(nóng)用覆蓋材料、植物生長(zhǎng)基質(zhì)材料、溫室大棚材料及農(nóng)田水土保護(hù)用材料，并取得了顯著的效果。加之非織造布產(chǎn)品加工流程短、成本低、容易回收、更符合環(huán)保的要求，非常適用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。

土工建筑領(lǐng)域

在20世紀(jì)50年代前后，歐美國(guó)家開始將非織造布應(yīng)用于土工領(lǐng)域，之后逐步推廣到世界各地并獲得快速發(fā)展，其中PP非織造布由于具有不易變形、耐酸、耐堿、耐蟲蛀、耐霉菌、較高的強(qiáng)力、儲(chǔ)運(yùn)方便、價(jià)格低廉等特點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。在土工建筑領(lǐng)域，其主要功能包括加強(qiáng)作用、隔離作用、過濾作用和排水作用，可廣泛用于公路、鐵路、機(jī)場(chǎng)、堤壩等設(shè)施，如鐵路建設(shè)方面利用其解決路基翻漿冒泥等危害，在河堤和護(hù)砌之間鋪設(shè)該類土工布能阻止土壤的沖蝕，防止河岸塌陷，還可用于土石壩排水、地下排水、路基、擋土墻及軟土基礎(chǔ)排水等方面。

綠化領(lǐng)域

在城市草坪綠地種植方面，該類非織造布由于具有對(duì)環(huán)境和植物無害的環(huán)保特性，有效改變了傳統(tǒng)草坪的種植方法，具有保護(hù)、灌溉、保溫等作用，能使枯黃及休眠期的草坪變成郁郁蔥蔥，而且便于施工、運(yùn)輸、養(yǎng)護(hù)和降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高效率和突出草坪美觀的效果。在包樹、花灌木移栽時(shí)用于土球包裹、地膜鋪蓋時(shí)，具有防風(fēng)保溫保濕、透氣透水、便于施工養(yǎng)護(hù)、美觀實(shí)用、可重復(fù)使用的特點(diǎn)。此外，高速公路、鐵路兩側(cè)護(hù)坡綠化、山體巖石噴播植草等工程，裸露工地場(chǎng)所的鋪蓋（防止揚(yáng)塵）均需使用。

工業(yè)及其它領(lǐng)域

抗老化型PP非織造布由于其環(huán)境友好的特點(diǎn)使它們可以用在汽車中，這些材料在發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋襯里、車頂棚、儀表板和其他小的隔音和隔熱內(nèi)飾件中的使用的越來越多。如在汽車內(nèi)飾件方面，汽車制造商希望停止使用不能回收的泡沫材料，進(jìn)而采用耐久、環(huán)境友好的PP非織造布，而汽車戶外防塵罩等制品非常適合采用抗老化型PP非織造布。

另外，該類非織造布在遮陽(yáng)帽、遮陽(yáng)傘、戶外廣告牌、帳篷、戶外背包、戶外運(yùn)動(dòng)服等制品和領(lǐng)域中也有廣闊的應(yīng)用前景。

PP非織造布的老化問題

PP非織造布在加工和使用過程中均會(huì)面臨到老化問題。如在加工過程中，PP材料受到螺桿和料筒的剪切擠壓等機(jī)械應(yīng)力作用，大分子鏈上的碳-碳化學(xué)鍵發(fā)生均裂，造成分子鏈斷裂，同時(shí)在高溫下，熱也會(huì)造成分子鏈的斷裂。加工過程中由于分子鏈斷裂形成的大分子碳自由基，在氧氣的作用下，會(huì)進(jìn)一步與氧反應(yīng)形成氫過氧化物，而氫過氧化物是不穩(wěn)定的，會(huì)進(jìn)一步分解形成RO·等含氧自由基和·OH氫氧自由基，相當(dāng)于增加了自由基濃度，反應(yīng)速度自動(dòng)加快，形成了自動(dòng)氧化反應(yīng)（如下圖），加快了PP的降解。

大量的學(xué)術(shù)研究和實(shí)踐證明，PP非織造布在使用過程中，太陽(yáng)光，特別是波長(zhǎng)較短的紫外線，它的能量能切斷PP的分子鏈，并在氧的作用下引發(fā)光氧化反應(yīng)，且PP的最敏感波長(zhǎng)為300nm，導(dǎo)致PP的抗光氧老化性能非常差。由于PP非織造布質(zhì)薄，與紫外光和氧接觸的面積相對(duì)更大，更容易發(fā)生光氧老化而降解。PP的光氧老化是按照于類似游離基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的方式進(jìn)行，其老化后會(huì)產(chǎn)生羰基化合物，而羰基能吸收260~340nm的紫外光，并參與發(fā)生多種光化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而引發(fā)PP分子鏈發(fā)生斷裂，從而造成PP材料的相對(duì)分子質(zhì)量下降，在產(chǎn)品物理性能上表現(xiàn)為斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率的下降。

PP非織造布由于其原料和配方中含有的一些助劑，如受阻酚類抗氧劑，與空氣中的污染物氮氧化合物發(fā)生作用而泛黃，即氣熏黃變，從而使制品在使用一段時(shí)間后顏色發(fā)生改變，視覺效果變差，影響制品的美觀。另外，PP非織造布在實(shí)際使用中，為了降低成本，常在配方中添加碳酸鈣填充母粒，碳酸鈣等無機(jī)粉體往往會(huì)加速PP的老化降解（如下圖），而且填充比例越高，PP的老化降解速度越快。

PP非織造布的防老化解決方案

針對(duì)PP非織造布在以上領(lǐng)域中的實(shí)際應(yīng)用要求，經(jīng)過多年的研發(fā)、實(shí)踐應(yīng)用和客戶驗(yàn)證，我們開發(fā)的一系列PP非織造布專用耐候母粒，具有優(yōu)異的加工穩(wěn)定性、突出的長(zhǎng)效熱氧穩(wěn)定性、高效光穩(wěn)定性和耐候性，可有效解決PP非織造布在加工生產(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(zhǎng)戶外產(chǎn)品的使用壽命。主要具有以下特點(diǎn)：

（1）可吸收和屏蔽紫外線的波長(zhǎng)范圍廣，能有效抵抗PP非織造布在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。

（2）抗老化成份在PP非織造布中的分散性極佳，穩(wěn)定性高，作用時(shí)間持久，保證了其抗老化效能的充分發(fā)揮；

（3）與非織造布用PP基體樹脂相匹配的熔體流動(dòng)性和極好的相容性，易于實(shí)現(xiàn)與其基體樹脂的共混和均勻分散；

（4）優(yōu)異的加工穩(wěn)定性，保證PP紡絲的可連續(xù)生產(chǎn)，避免在生產(chǎn)過程中發(fā)生斷絲現(xiàn)象而影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行，提高生產(chǎn)效率。

注：母粒添加比例為2%，以上數(shù)據(jù)均為試驗(yàn)典型結(jié)果，作為相關(guān)應(yīng)用的基本參考，不能作為任何形式的產(chǎn)品規(guī)格或保證，具體添加量可根據(jù)相關(guān)實(shí)際應(yīng)用、制品規(guī)格和耐候要求酌情增減。母粒與原料直接混合均勻，即可進(jìn)行加工生產(chǎn)，建議添加量2-4%左右，可根據(jù)實(shí)際要求調(diào)整。產(chǎn)品采用25KG紙塑袋包裝，請(qǐng)貯存于通風(fēng)、干燥之處，下置墊物，避免日曬、雨淋。

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