提升PP的加工与长期热稳定性，选对抗氧化剂组合是关键

聚合物降解是一种无法完全阻止的自然现象。它往往会降低聚合物的物理和机械性能，例如分子量、熔体流动速率、外观、加工性能和热稳定性。为了减少在熔融加工或使用条件下发生的此类损害，人们开发了抗氧化稳定剂。

本文将详细探讨抗氧化剂的必要性，以及它们如何影响聚丙烯的加工和长期热稳定性。此外，本文还将帮助您选择合适的抗氧化稳定剂组合，并探索适合您聚合物应用的配方示例。

聚丙烯（PP）中抗氧化剂的需求

聚丙烯 (PP) 在自然状态下（不含添加剂）本质上是不稳定的，在接触氧气时会降解，变成黄褐色，并开始剥落，直至材料失效。

PP降解时会发生断链。聚合物的物理性质会恶化，平均分子量（链长）会降低，熔体流动速率会加快，最终形成粉状表面。聚合物降解是一种无法完全阻止的自然现象。

因此，树脂生产商会努力使其产品在合理使用周期内保持颜色和物理性能的稳定，而使用寿命会根据最终用途要求而有所不同。

聚丙烯几乎可以采用所有热塑性加工方法进行加工，最典型的 PP 产品生产方式如下：挤出吹塑注塑成型通用挤压

在聚丙烯的熔融加工过程中，需要添加剂来稳定其性能，并保护塑料在使用过程中免于热氧化降解：

例如，可以通过测量分子量分布、熔体流动或粘度以及挤出机加工前后的变色来量化聚丙烯的熔融加工稳定性。

由于大多数聚丙烯制品在其使用寿命期间会暴露于氧气、高温、光照和湿气中，因此会发生热氧化。聚丙烯塑料部件在使用过程中的热氧化稳定性可以通过在循环空气烘箱中高温老化来确定。该性能被称为 长期热稳定性 (LTTS)。机械性能，例如弯曲脆化、伸长率、拉伸冲击，都是根据老化时间确定的。

接下来让我们一起了解配方中，抗氧化剂与其他添加剂的协同作用……

PP挤出级与注塑级专用抗氧剂体系

PP加工稳定性解决方案

空间位阻酚类抗氧化剂AO1（季戊四醇四(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯)）对聚丙烯的熔融加工特别有效。与其他抗氧化剂（例如AO2(十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯）或AO3（丁基羟基甲苯)）相比，能提供更强的自由基捕获能力。

低挥发性空间位阻抗氧化剂，例如AO1(季戊四醇四(3-(3,5-d-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯)）与亚磷酸酯（例如PS1(三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯)）的组合具有特别的协同作用，并且比单独使用抗氧化剂更有效。需要指出的是，亚磷酸酯和亚磷酸酯对水解敏感。高纯度芳香族亚磷酸酯PS1（三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯）本质上比脂肪族亚磷酸酯PS2更耐水解。

PP成型和挤出级材料的长期热稳定性

空间位阻酚类抗氧化剂对聚丙烯的长期热稳定性 （LTTS）有积极作用，然而这些添加剂的分子量及其结构特性会产生不同的效果。例如，AO3（丁基羟基甲苯）等酚类抗氧化剂挥发性过高，会在短时间内发生物理损失。

此外，酚类抗氧化剂还可作为氢供体。苯氧基自由基的稳定性由2,6位取代基的空间位阻提供。对于长期暴露于高于120°C温度的聚合物，空间位阻酚类抗氧化剂的效率按以下顺序降低：2,6二叔丁基 > 2-叔丁基-6-甲基 > 2,6-二甲基作为取代基。

例如，抗氧化剂如AO1（四(3-(3,5-d-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯）在炉老化方面的性能优于受阻较小的酚类抗氧化剂如双[3,3-双-(4'-羟基-3'-叔丁基苯基)丁酸]-乙二醇酯。

AO1（四(3-(3,5-d-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯）比AO2（十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯）具有更好的长期热稳定性，因为它含有更多可作为H供体的酚基。

虽然亚磷酸酯在熔融加工过程中对聚丙烯的保护效果最好，但其本身对长期热稳定性没有贡献。亚磷酸酯的作用机制是在加工过程中保护酚类抗氧化剂，使酚类抗氧剂的结构完整性得以维持，从而持续发挥长期热稳定作用。

为了提高长期热稳定性，建议使用硫代增效剂，例如TS1（3,3'-硫代二丙酸双十八酯），作为氢过氧化物分解剂，并与酚类抗氧化剂组合使用。酚类抗氧化剂与硫代增效剂的比例为1:2或1:3时，在成本和性能方面可获得最佳效果。

适用类型：PP成型级，厚度1mm适用基础聚合物：PP均聚物适用工业领域：家电外壳、家庭用品、汽车部件

PP纤维的加工稳定性

在PP纤维等对颜色敏感的应用中，酚类抗氧化剂（如AO4，即次膦酸钙）可在加工过程中被羟胺类稳定剂（N,N-二辛基羟胺）替代，并配合受阻胺类稳定剂HAS 1（丁二酸二甲酯与4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇的聚合物）用于提供长期热稳定性，同时赋予基材优异的光稳定性。此类无酚复合体系（羟胺/亚磷酸酯/HAS）可呈现更优异的初始色度，并具备良好的耐气体褪色性能。

聚丙烯的氧化降解问题贯穿加工与使用全周期，而抗氧化稳定剂体系通过精准的成分搭配与作用机制协同，不仅是材料性能的保障，更是推动聚丙烯在家电、汽车等多领域高效应用的关键。

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