硫磺熏蒸PO涂覆棚膜的防老化技術進展
年第 期( 總第 期) 塑料助劑 硫磺熏蒸涂覆棚膜的防老化技術進展周大綱( 中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料集團公司, 北京, )摘 要 根據(jù)硫磺熏蒸聚烯烴涂覆棚膜出現(xiàn)的新要求,介紹 了硫磺熏蒸涂覆棚膜的防老化技術進展。關鍵詞硫磺熏蒸劑 聚烯烴塑料( )涂覆農(nóng)膜 防老化枝術 進展 : ( , ) :() ,?: ; ;( ); 目前,我國聚烯烴( )多層共擠(如三層、五層、七層等) 、多功能( 如防老化、防流滴、防霧、保溫等)涂覆大棚膜( 以下簡稱 涂覆棚膜 ) 是發(fā)展最快的高檔農(nóng)用薄膜。 本文介紹硫磺熏蒸 涂覆棚膜的防老化技術進展。硫磺熏蒸 涂覆棚膜出現(xiàn)的新要求 硫磺熏蒸涂覆棚膜老化出現(xiàn)的新要求由于世界環(huán)保組織鼓勵用硫磺熏蒸大棚作物, 既環(huán)保又能起到殺菌作用 , 同時還可以作為硫肥。 另外,用于有機蔬菜防治病蟲害的礦物源藥劑使用技術 , 也推薦使用硫磺防治番茄霉病,黃瓜、西葫蘆、絲瓜的黑星病,瓜類白粉病,防治貯藏期南瓜青霉病,大蒜的青霉病,紅腐病,辣椒腐爛等等。 因此,對于采用高效受阻胺類光穩(wěn)定劑的 涂覆棚膜提出了新的挑戰(zhàn), 卩要求耐硫磺。一般采用大棚熏蒸,技術參數(shù)為 :用硫磺粉:, 含硫量 可達 。( ) 硫磺粉: 干鋸末質(zhì)量比為 : 。收稿日期 : ()般熏蒸時間。 受阻胺類光穩(wěn)定劑與酸性物質(zhì)(如硫磺等)的作用 受阻胺類光穩(wěn)定劑防老化 ( 光穩(wěn)定)作用機理模型 受阻胺類光穩(wěn)定劑是以捕獲自 由基, 阻止光化學反應 ,來防止塑料老化 ( 光降解) 的塑料助劑 ,廣泛用于農(nóng)用大棚膜。 其防老化作用機理模型可簡潔的如圖 所示。圖 受阻胺類光穩(wěn)定劑防老化作用機理 受阻胺類光穩(wěn)定劑與酸性物質(zhì)(如硫磺)的反應作用機理模型 由于哌啶基團通常帶有堿性,易與環(huán)境中的酸性物質(zhì) ,特別是與硫酸、亞硫酸、鹽酸等生成鹽類,導致該有效基團失效,進而喪失保護塑料的功能。 受阻胺類光穩(wěn)定劑與硫酸的反應作用機理模 塑料助劑 年第 期( 總第 期) 高圖 受阻胺類光穩(wěn)定劑與硫酸的化學反應式 耐硫磺受阻胺類光穩(wěn)定劑關鍵技術的創(chuàng)新鑒于耐硫磺的要求 , 國外合成了許多新的耐硫磺受阻胺類光穩(wěn)定劑 , 以德國巴斯夫公司產(chǎn)品發(fā)展為例。 他們的創(chuàng)新產(chǎn)品如圖所示。型可如圖所示。,共用低注: 光穩(wěn)定劑可以與 或 共用 。圖 德國巴斯夫公司受阻胺類光穩(wěn)定劑產(chǎn)品創(chuàng)新過程 此外 ,改變塑料基材及成型加工也是解決問題的一種方法 , 例如 ,日本旭道子公司開發(fā)的 產(chǎn)品,是以聚四氟乙烯為基材 ,其使用壽命可達 年。 用硫磺熏蒸大棚作物 , 對于采用受阻胺類光穩(wěn)定劑的 涂覆膜提出了新的挑戰(zhàn)。在我國硫磺熏蒸大棚的作物, 以前主要是種植花丼,而現(xiàn)在種植蔬菜的大棚也被普遍采用。 例如 :山東省壽光地區(qū)種植蔬菜的大棚 , 采用 涂覆膜由于硫橫熏蒸使用不到一年半棚膜中含硫磺量就達到 , 即出現(xiàn)棚膜破損 ( 而沒有硫橫熏蒸可使用 年以上) 。 在國際上也存在此問題。 因此 ,這是功能性大棚膜今后發(fā)展的熱點。 硫磺熏蒸 涂覆棚膜的關鍵技術及應用這里耐硫磺受阻胺類光穩(wěn)定劑的應用是關鍵技術。由 日本伊藤忠控股的 日本他喜龍希愛株式會社( 原日本世愛化成有限公司 ) 生產(chǎn)的 農(nóng)用 涂覆棚膜(五層共擠 層涂覆層) , 膜厚。 年 月在山東省壽光市扣棚 ,大棚骨架為竹子材料。 在種植蔬菜過程中使用了含硫磺熏蒸劑 。 大棚膜使用到 年 月出現(xiàn)破損( 即老化)現(xiàn)象( 在竹子骨架處) , 即使用 年,如圖 所示。 四個大棚樣品送日本測試后 ,膜中含硫磺濃度如表所示。圖 農(nóng)用 涂覆棚膜出現(xiàn)破損現(xiàn)象 表 涂覆棚膜中硫磺分析結果 ( 膜厚 ) ( )樣品編號 記人時間 硫磺濃度( ?)備注號大棚 已破損 號大棚 未破損 號大棚 未破損號大棚 未破損 年日本他喜龍希愛株式會社,開始研發(fā)出針對中國山東壽光耐硫磺熏蒸的農(nóng)用 涂覆棚膜, 即生產(chǎn)出 農(nóng)用 涂覆棚膜產(chǎn)品供壽光試用。 其改進后耐硫磺熏蒸性能如表 所示。結果表明產(chǎn)品獲得很好的效果。表 硫磺熏 蒸涂覆棚膜進行抗老化性的實驗結果 ( 膜厚 : ) 樣品 ¥伸強度 斷長率( ?;熏前 熏后 其他公司產(chǎn)品熏前 其他公司產(chǎn)品熏后 第 期 周大綱 硫擴熏蒸 涂覆棚膜的防老化技術進展 自 年以來日本他喜龍希愛株式會社生產(chǎn)的耐磺熏蒸的 農(nóng)用 涂覆棚膜產(chǎn)品 ,滿足了中國山東壽光的使用要求,再也沒有出現(xiàn)磺熏蒸破棚現(xiàn)象。目前,在我國常用的耐硫磺、農(nóng)藥受阻胺光穩(wěn)定劑有以下兩種。()?( 巴斯夫( 中國 )有限公司 )化學名稱 三嗪衍生物,英文名稱性能: 粉 紅色 顆粒。相對 分子 質(zhì)量 。熔 點? ; 密 度( 丈 ) ;蒸汽壓( ) ;體積密度 。 在部分溶劑中的溶解度見表 。 在熱空氣中揮發(fā)性見表 。 它可與多種紫外線吸收劑 ?,?, ? ,? ) 結合使用 ,并產(chǎn)生協(xié)同效應。表 光穩(wěn)定劑 的溶解度 ) ()單位: 溶劑 水 四氫呋喃 二氯甲烷 辛醇 異丙醇溶解度 表 光穩(wěn)定劑 的揮發(fā)性(純物質(zhì),熱重量分析法 ,在空氣中加熱速度 ) ( 失重 溫度 用途 作為高相對分子質(zhì)量受阻胺類光穩(wěn)定劑 (塑料添加劑資料 , 年月 ) 。 由于它有結構 ,特別適合于接觸農(nóng)用化學品( 如農(nóng)藥、硫磺等) ,是一種優(yōu)良的光和熱穩(wěn)定劑。 本品適用于聚烯烴( 、) 以及烯烴共聚物(如 和 等) 。 可用于生產(chǎn)優(yōu)秀穩(wěn)定的農(nóng)用棚膜, 地膜或非織造布。 棚膜添加量:;地膜添加量: 。() (艾迪科( 中國 )投資有限公司 )化學名稱 碳酸 , , 四甲基 ( 十一烷氧基) 哌啶酚酯英文名稱號化學結構 ,相對分子質(zhì)量: 性能 淺黃色液體, 略有氣味,熔點凝固點 ,沸點 , 閃點 , 自燃溫度蒸氣壓 , 相對蒸氣密度(空氣以計) : 難以揮發(fā)的液體, 密度相對密度 : ,溶解性 ( 水溶度) , 水溶性: 難溶辛醇水分配系數(shù)() 。毒性 急性毒性: 經(jīng)皮 。 ( ) ,經(jīng)口。 ( ) 。生態(tài)毒性:。魚類( ),甲殼類(),藻類 (),活性污泥 ( ),持久性和降解性: 生物分解性試驗: 難分解( ) , 魚( ) 用途 作為受阻胺光穩(wěn)定劑。 極弱堿性的燒基型 , 特別適用于暴露于酸性化合物的用途,如農(nóng)用化學品。 本產(chǎn)品適用于聚丙烯( ) , 高密度聚乙烯() , 線性低密度聚乙烯( ) ,低密度聚乙烯( ) , 丙烯腈 丁二烯苯乙嫌共聚物(),聚氯乙烯( ) 等。硫磺熏蒸 棚膜的防老化配方及應用 耐硫磺防老化聚乙烯棚膜( 巴斯夫( 中國 有限公司 規(guī)格 : 厚,; 配方: 。 老化試驗結果 :見表 。表 耐硫磺防老化棚膜大氣老化試驗結果 試驗方法 千蘭勒()硫橫每天熏蒸 (持續(xù) 個月 ) 試驗標準 : 千蘭勒 ( ) 到 伸長保持率 。 ( 注 :美國佛羅里達曝露試驗場 : )。( 下轉(zhuǎn)第 頁 )第 期 付建英: 亞憐酸酯類抗氧劑水解穩(wěn)定性影響因素及提高水解穩(wěn)定性的方法 和其他不具有酸吸收功能的助劑復配也可以提高抗水解穩(wěn)定性 , 如受阻酚類抗氧劑 、 、 、 ,亞磷酸酯類抗氧劑 , 各種硫代酸類抗氧劑、受阻胺類光穩(wěn)定劑、成核劑 、抗靜電劑等,其原理是對抗氧劑 的稀釋作用和隔離作用 ,一方面減少抗氧劑 在產(chǎn)品中的濃度,另一方面將抗氧劑包裹、保護起來 ,與水汽隔離 ,從而延緩水解進程,延長保存期。 提醒使用注意事項當將含抗氧劑組分的復合助劑或者抗氧劑 單劑產(chǎn)品銷售給客戶的時候,一方面在和客戶交流的過程中要告知客戶抗氧劑 產(chǎn)品的特性,告知其不可長期暴露,另一方面需要在產(chǎn)品介紹 、包裝說明中注明“注意防潮、防熱。 產(chǎn)品開封后,應一次用完?!?等注意事項,使客戶在使用過程中正確操作、合理防護,從面確??寡鮿?的高效抗氧化性能得到有效利用。 結語() 亞磷酸酯類抗氧劑均具有一定水解特性,品種不同 ,水解穩(wěn)定性不同。( ) 高水解活性的亞磷酸酯類抗氧劑產(chǎn)品抗氧劑經(jīng)嚴格合成工藝控制 、合理添加穩(wěn)定劑、采取特殊包裝等措施可以使產(chǎn)品保質(zhì)期達到 年甚至更久。() 復配可有效提高亞磷酸醋類抗氧劑的穩(wěn)定性。( ) 通過以上多項措施結合合理使用 ,完全可以避免亞磷酸酯類抗氧劑因水解可能造成的應用問題。參考文獻漢斯 茨魏費爾 歐育湘 , 李建軍 , 等譯 塑料添加劑手冊 北京: 化學工業(yè)出版社 ,:(上接第 頁)從表 可以看出 ,受阻胺類光穩(wěn)定劑 對 棚膜具有很好的耐硫磺性,和防老化性能。這主要是受阻胺類光穩(wěn)定劑 具有難與酸性物質(zhì)反應的結構。 耐硫磺防老化聚乙烯農(nóng)膜( 艾迪科( 中國 )投資有限公司 )規(guī)格: 厚,。配方見表。表 耐硫磺防老化農(nóng)膜光穩(wěn)定劑含置 ,光穩(wěn)定穩(wěn)劑編號受阻胺類光穩(wěn)定劑 受阻胺類光穩(wěn)定劑 老化試驗結果 :見表。表 耐硫磺防老化農(nóng)膜人工加速老化試驗結果 , 配方編號 試驗時間 羰基指數(shù) 試驗條件:硫磺熏蒸后進行耐候?qū)嶒灒?光照老化測試儀: 黑板溫度: 有噴淋。從表 可以看出 ,受阻胺類光穩(wěn)定劑 對農(nóng)膜具有很好的耐硫磺性和防老化性能。這主要是受阻胺類光穩(wěn)定劑 具有弱堿性和含有難與酸性物質(zhì)反應的 結構。 并且, 耐硫磺防老化性遠好于受阻胺類光穩(wěn)定劑。 結語耐硫磺熏蒸涂覆棚膜的防老化配方設計,首先要根據(jù)實際需求,經(jīng)過技術經(jīng)濟分析后,可以采用耐硫磺受阻胺類光穩(wěn)定劑是單一化合物(如 : 巴斯夫 、艾迪科 等) ,也可以是復配物(如 : 巴斯夫 、天罡 、聯(lián)盛 等) 。 目前, 單一化合物新品種很少,而復配物發(fā)展很快,品種也很多 ,足以滿足不同等級耐硫磺 涂覆棚膜的應用。參考文獻 周大綱 , 許乾慰 日 本聚烯烴五層共擠防老化防流滴防霧涂覆棚膜 塑料助劑, , ( ) : 用于有機蔬菜防 治病 蟲害 的礦物源 藥劑使用技術 農(nóng)藥市場信息, , ( ) : 范可正主編 中國肥料手冊 北京 : 中 國化工信息中心 , 陳煒 ,劉里 ,陳祖欣 耐農(nóng)藥受阻胺光穩(wěn)定劑在農(nóng)膜中的應用 塑料助劑, , ( ):