塑料着色制品颜色变化机理探讨(二）企业库|免费b2b网站

（续）

2.3 颜料与卤化氢（HX）间的反应

PVC在温度升至170℃或受光作用下脱去HCI而形成共轭双键：

含卤阻燃性聚烯烃或有色阻燃塑料制品在高温成型亦脱卤化氢HX：

2.3.1 群青与HX反应

广泛用于塑料着色或消去黄光的群青颜料，是一种含硫复合物，在酸性条件下会游离出硫黄而褪色。

2.3.2 铜金粉颜料加速PVC树脂的氧化分解

铜颜料高温时可被氧化生成Cu⁺、Cu²⁺, 将加速PVC分解

2.3.3 锌白（ZnO）、立德粉（ZnS+BaSO₄）、锑白（Sb₂O₃）、铁红（Fe₂O₃）等颜料与HX的反应

2.3.4 金属离子对聚合物的破坏作用

某些颜料对聚合物有破坏作用，如锰色淀颜料C.I.Pigment Red48:4不适合PP塑料制品成型，原因在于变价金属锰离子在PP的热氧化或光氧化中，通过电子的转移催化氢过氧化物的分解导致PP的加速老化；聚碳酸酯中的酯键，加热时易水解和遇碱分解，一旦颜料中存在金属离子更容易促进分解；金属离子也会促使PVC等树脂的热氧分解，并导致颜色变化（参见“2.3.2”与“1.1.4”所述）：

纵上所述，生产塑料制品时，我们应避免使用与树脂发生反应的着色颜料是最可行且有效的办法。

3 着色剂与助剂间的反应3.1 含硫颜料与助剂间的反应

含硫颜料，如镉黄（CdS和CdSe的固溶体），由于耐酸性较差，不宜用于PVC，也不应和含铅的助剂一起使用。

3.1.1 含硫颜料与含铅或锡的稳定剂反应(主要为PVC制品)

3.1.2 含硫颜料与含镍稳定剂的PP膜或纤维反应，使聚合物熔体严重褪光或变成暗黑色，例如，与有机镍光稳定剂类：

3.2 含铅化合物与含硫稳定剂反应

铬黄颜料或钼铬红中铅成分与抗氧剂如硫代二硬脂酸酯DSTDP反应

3.3 颜料与抗氧剂间的反应

加有抗氧剂的树脂，如PP，除前述“3.2”之外，某些颜料与抗氧剂亦会发生反应，因而减弱了抗氧剂的功能，使树脂的热氧稳定性变劣。例如，酚类抗氧剂易被炭黑吸收或与其反应而失去活性；白色或浅色塑料制品中酚类抗氧剂与钛离子形成酚状芳烃络合物使制品发生黄变现象，我们通过选择合适抗氧剂或添加辅助添加剂，如抗酸锌盐（硬脂酸锌）或P₂型亚磷酸酯防止白色颜料（TiO₂）色变。

颜料对有加抗氧剂（酚类）PP的影响大小参见表3。

表3 颜料（0.5%）对加有酚类抗氧剂PP的热氧化影响

3.4 颜料与光稳定剂间的反应

颜料和光稳定剂发生作用，除前面已述含硫颜料与含镍光稳定剂发生反应外，一般都会降低光稳定剂的效用，尤其受阻胺光稳定剂和偶氮黄、红颜料作用，其光稳定下降效果更为明显，还不如未着色稳定，此现象目前尚无确切的解释。

表4 颜料对光稳定剂的影响（0.3%光稳定剂，0.4%颜料）

注: 表中数目为：强度下降50%时千兰利数，1兰利=4.1868J/min.

4 助剂间的反应

许多助剂如使用不当，将有可能发生意想不到的反应而使制品发生色变。如阻燃剂Sb₂O₃与含硫抗反应生成

Sb₂S₃：

Sb₂O₃+–S–→ Sb₂S₃+–O–

因此，在考虑生产配方时，必须谨慎选择助剂。

5 助剂自动氧化导致的色变

酚类稳定剂的自动氧化，是促进白色或浅色制品色变的重要因素，这种色变在国外常称为“Pinking”（泛红），它是由诸如BHT抗氧剂（2-6-二叔丁基-4-甲基苯酚）氧化产物偶合，并形如3,3′,5,5′一均二苯乙烯醌淡红色反应产物,这种变色仅在有氧和水以及无光的情况下发生,曝置在紫外光下，淡红的均二苯乙烯醌迅速分解成黄色的单环产物。

6 着色颜料在光热作用下互变异构引起色变

部分着色颜料在光热作用下，分子构型互变异构，如使用C.I.Pig.R2(BBC)颜料由偶氮型互变为醌型，改变了原共轭效变，引起共轭键的减少，导致颜色从深色的兰光红变成浅色的桔红色；同时，在光的催化作用下，与水发生分解，使共结晶水发生变化而引起褪色。

7 大气污染物引起的色变

塑料制品存放或使用时，一些反应性基团，不管是树脂还是助剂，亦或着色颜料，在光、热作用下，将与大气中的水分或化学污染物一酸、碱等发生作用，引起各种复杂的化学反应，久而久之，将导致褪色或变色，通过加入合适的热氧稳定剂、光稳定剂，或选用优质耐候助剂与颜料可以避免或缓和这种情况的发生。

8 结论

（1）高温成型时，基体树脂氧化降解可能引起色变；

（2）着色剂高温下褪色会引起塑料制品变色；

（3）着色剂与基体树脂或助剂发生化学反应将导致色变；

（4）助剂间的反应及助剂自动氧化将引起颜色变化；

（5）着色颜料在光热作用下互变异构会引起制品颜色变化；

（6）大气污染物将可能引起塑料制品发生变化。

参考文献