PVC管道表觀(guān)變灰、發(fā)黑主要有哪幾個(gè)方面的原因?
文章來(lái)源:本站 時(shí)間:2019-08-28 15:35:28
PVC管道配方主要由PVC樹(shù)脂和助劑組成。其中助劑按功能又分為:熱穩定劑、潤滑劑、加工改性劑、沖擊改性劑、填充劑、耐老化劑、著(zhù)色劑等。
PVC管道變黑主要有哪幾個(gè)方面的原因?
一、PVC產(chǎn)品質(zhì)量
由于PVC分子結構中存在叔氯和烯丙基氯,故PVC管材在加工和后期的使用過(guò)程中易發(fā)生分解,脫HCL易形成共軛雙鍵,多個(gè)雙鍵形成,導致管材變色開(kāi)始發(fā)生,其顏色變化順序為:白色-粉紅色-淺黃色-紅色-黑色(碳化),故PVC質(zhì)量,穩定劑質(zhì)量(控制分解)和用量至關(guān)重要。
二、質(zhì)量不合格鈦白粉誘發(fā)的變色
Ti 表面是否進(jìn)行包覆處理對光催化反應有重要影響。無(wú)論是金紅石型還是銳鈦型TiO2,若表面不進(jìn)行包覆處理,其都能發(fā)生光催化反應而導致PVC— u管材變色;如果使用活性低的材料(如Al?O?或ZRO? )包覆處理堵塞Tio2表面的活性點(diǎn),則能在很大程度上抑制或減少發(fā)生表面光催化反應。
通常TiO?有兩種結構形式:銳鈦型和金紅石型。由于其結構、使用能和耐老化性能不同。做為PVC管材使用TiO?必須為金紅石型。但由于一些廠(chǎng)家生產(chǎn)TiO?質(zhì)量問(wèn)題或由于TiO?表面包覆(SiO?、AL?O?有機物)不均,結果TiO?在光催化情況之下易發(fā)生變色(變灰)現象。(銳鈦型價(jià)格每噸低1000元,進(jìn)口每噸高2000~4000元)。
TiO 表面光催化反應過(guò)程中產(chǎn)生的活性原子團與PVC共混物中的鉛發(fā)生氧化老化反應 。
(反應條件:TiO 表面光催化反應的發(fā)生需要多個(gè)環(huán)境條件的共同作用,如陽(yáng)光曝曬、濕度、溫度等,其中溫度對化學(xué)反應速率有很大的影響,通常溫度每升高10℃ ,化學(xué)反應速率增加1倍。在氣候炎熱的夏天,TiO:著(zhù)色材料的表面可以達到50~70℃ ,這對光催化反應有極大的影響)
從以上反應過(guò)程可以看出:在合適的條件下,TiO。發(fā)生在表面的光催化反應可以看做是一個(gè)周期性的氧化還原反應。由于氧化還原反應過(guò)程產(chǎn)生了黑色的鉛,因而導致淺色PVC—U管材表面出現了灰黑色斑。當停止光照一定時(shí)間后,PVC—U管材表面的灰黑色斑會(huì )慢慢消失。
結論:
淺色PVC—U管材表面產(chǎn)生灰黑色斑的原因是其中含有鉛化合物,在Tio 表面光催化反應時(shí)鉛化合物發(fā)生氧化還原反應生成了黑色的單質(zhì)鉛,從而產(chǎn)生灰黑色斑。金紅石型TiO 只能減緩變色速度,但不能完全避免問(wèn)題的發(fā)生。
三、硫污染和鉛鹽穩定劑、鎘穩定劑
隨著(zhù)工業(yè)的發(fā)展,酸雨,硫污染日趨嚴重,且型材在貯存和運輸過(guò)程中可能與硫磺,硫化物相接觸,故發(fā)生硫化污染的可能性較大。硫污染主要是
Pb2﹢+S2-→PbS(黑)
2S2﹣+PbCl?→Pb(ClS)?(紅褐色)
反應形成的物質(zhì)為黑色或紅裼色,可導致白色材料變色,故使用鉛鹽穩定劑型材易發(fā)生硫污染。鎘類(lèi)穩定劑屬有毒產(chǎn)品,如在管材中使用,在硫化物環(huán)境中易發(fā)生如下反應:
S2-+Cd2+→CdS↓(黃色)
會(huì )導致管材泛黃,因此鎘類(lèi)穩定劑,很少被使用。
四、群青引發(fā)的變色(在含鉛鹽穩定劑配方中)
群青是含多硫化鈉而具有特殊結構的硅酸鋁。不經(jīng)特殊處理的群青耐堿性耐熱性和耐酸性差。當管材被酸雨淋后,在強烈的陽(yáng)光照射下,在管材表面殘存的酸雨與群青作用形成“HS------ˉ”離子,該離子溶于水,進(jìn)一步水解形成Sˉ與型材中存在的Pb2+作用,形成沉淀物而使管材表面著(zhù)色從而導致“硫化”污染現象-。
Pb2﹢+S?ˉ→PbS↓(結晶形:藍色)
(無(wú)定形:黑色)
五、新型增韌材料對白色型材耐候性、變色性影響
CPE做PVC增韌材料目前還被絕大多數廠(chǎng)家所使用,但CPE氯化聚乙烯,由于其結構的特點(diǎn),在光熱、氧等作用下易分解變色,使管材變黃。此外,更為主要的是CPE分解產(chǎn)生HCL易與鉛鹽穩定劑反應成PbCl?。在硫污染環(huán)境之下易生成Pb(ClS)?和PbS,會(huì )使管材變?yōu)榧t褐色和黑色。
六、因此建議:
?、?群青必需要進(jìn)行處理,具有耐堿性耐熱性和耐酸性
?、?不采用含硫化物的穩定劑
?、?采用金紅石型鈦白粉
?、?采用質(zhì)量?jì)?yōu)級的CPE
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