抗老化型PP非織造布的應用、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非織造布的應用

農(nóng)業(yè)領域

非織造布技術和農(nóng)業(yè)技術的結合產(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時間照射的情況下容易老化粉化而導致壽命大幅縮短。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，既可達到改善環(huán)境和生長條件的作用，又可起到保護作用，因此該類非織造布在國內(nèi)外農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領域被廣泛用作生產(chǎn)中的水果套袋、農(nóng)用覆蓋材料、植物生長基質(zhì)材料、溫室大棚材料及農(nóng)田水土保護用材料，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)領域。

土工建筑領域

在20世紀50年代前后，歐美國家開始將非織造布應用于土工領域，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、較高的強力、儲運方便、價格低廉等特點而得到廣泛應用。在土工建筑領域，其主要功能包括加強作用、隔離作用、過濾作用和排水作用，可廣泛用于公路、鐵路、機場、堤壩等設施，如鐵路建設方面利用其解決路基翻漿冒泥等危害，在河堤和護砌之間鋪設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、擋土墻及軟土基礎排水等方面。

綠化領域

在城市草坪綠地種植方面，該類非織造布由于具有對環(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、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、運輸、養(yǎng)護和降低勞動強度，提高效率和突出草坪美觀的效果。在包樹、花灌木移栽時用于土球包裹、地膜鋪蓋時，具有防風保溫保濕、透氣透水、便于施工養(yǎng)護、美觀實用、可重復使用的特點。此外，高速公路、鐵路兩側護坡綠化、山體巖石噴播植草等工程，裸露工地場所的鋪蓋（防止揚塵）均需使用。

工業(yè)及其它領域

抗老化型PP非織造布由于其環(huán)境友好的特點使它們可以用在汽車中，這些材料在發(fā)動機罩蓋襯里、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帽、遮陽傘、戶外廣告牌、帳篷、戶外背包、戶外運動服等制品和領域中也有廣闊的應用前景。

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械應力作用，大分子鏈上的碳-碳化學鍵發(fā)生均裂，造成分子鏈斷裂，同時在高溫下，熱也會造成分子鏈的斷裂。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，會進一步與氧反應形成氫過氧化物，而氫過氧化物是不穩(wěn)定的，會進一步分解形成RO·等含氧自由基和·OH氫氧自由基，相當于增加了自由基濃度，反應速度自動加快，形成了自動氧化反應（如下圖），加快了PP的降解。

大量的學術研究和實踐證明，PP非織造布在使用過程中，太陽光，特別是波長較短的紫外線，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，且PP的最敏感波長為300nm，導致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式反應的方式進行，其老化后會產(chǎn)生羰基化合物，而羰基能吸收260~340nm的紫外光，并參與發(fā)生多種光化學反應，進而引發(fā)PP分子鏈發(fā)生斷裂，從而造成PP材料的相對分子質(zhì)量下降，在產(chǎn)品物理性能上表現(xiàn)為斷裂強力和斷裂伸長率的下降。

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，碳酸鈣等無機粉體往往會加速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PP非織造布在以上領域中的實際應用要求，經(jīng)過多年的研發(fā)、實踐應用和客戶驗證，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)境和氣候等因素導致的老化降解問題，顯著延長戶外產(chǎn)品的使用壽命。主要具有以下特點：

（1）可吸收和屏蔽紫外線的波長范圍廣，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性和極好的相容性，易于實現(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)均為試驗典型結果，作為相關應用的基本參考，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)相關實際應用、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，即可進行加工生產(chǎn)，建議添加量2-4%左右，可根據(jù)實際要求調(diào)整。產(chǎn)品采用25KG紙塑袋包裝，請貯存于通風、干燥之處，下置墊物，避免日曬、雨淋。

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