顆粒在線訊：聚合物在加工過程中，因?yàn)樗拇嬖趯?dǎo)致相對分子質(zhì)量下降的過程叫水解。

非極性自由基聚合的烴類聚合物如PE、PP、PS等對水比較穩(wěn)定，但極性縮聚合成的聚合物如PA、PC、PU、PET、PBT等則對水比較敏感，這是因?yàn)樗鼈兊姆肿咏Y(jié)構(gòu)中含有大量的酰胺基、酯基、脲基、縮二脲基、氨酯基、醚基、氨基甲酸酯基等高極性基團(tuán)。

一、水對聚合物的影響

1、物理作用

聚合物含有的這些極性基團(tuán)，在水的存在條件下，水與極性基團(tuán)形成氫鍵，削弱了聚合物自身的氫鍵，降低原有的物理機(jī)械性能。

概括起來，樹脂吸水后對制品的性能影響具體體現(xiàn)在：影響晶體結(jié)構(gòu)、影響力學(xué)性能、影響電學(xué)性能、影響尺寸穩(wěn)定性，聚合物制品吸水后會引起尺寸的增大。

2、化學(xué)作用

聚合物的這種水解作用是可逆的，水分除去后聚合物的性能可以得到恢復(fù)。但是如果是極性基團(tuán)在水的存在和高溫條件下，水與分子結(jié)構(gòu)中的極性基團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而引起大分子鏈的降解，這種降解反應(yīng)就不可逆轉(zhuǎn)了。

不同類型極性基團(tuán)的水解穩(wěn)定性強(qiáng)弱是不同的，醚基>氨基甲酸酯基>脲基>縮二脲基>酯基。水解生成了端羧基、端羥基和端氨基化合物，其中端羧基化合物進(jìn)一步電離出H+，可以催化聚合物的進(jìn)一步降解，屬于自動催化反應(yīng)，結(jié)果是水解一旦發(fā)生，降解就會很快進(jìn)行，導(dǎo)致聚合物性能迅速下降，宏觀上的表現(xiàn)為制品光潔度、強(qiáng)度、彈性和硬度大幅度下降。

二、防止聚合物水解的方法

防止聚合物水解的方法有添加水解穩(wěn)定劑、降低聚合物的含水量、添加吸水劑等。

1、添加水解穩(wěn)定劑

防止聚合物水解的有效辦法為加入水解穩(wěn)定劑，它能有效地捕捉水解產(chǎn)生的羧基，生成穩(wěn)定的無害化合物，阻止水解反應(yīng)進(jìn)一步發(fā)生。常用的水解穩(wěn)定劑有單(多)碳化二亞胺、噁唑啉類化合物、環(huán)氧化合物等。

（1）單(多)碳化二亞胺

是含有官能團(tuán)-N=C=N-的化合物為碳化二亞胺，分為含有一個官能團(tuán)的單碳化二亞胺和含有兩個或兩個以上的多碳化二亞胺。防止水解的原理為與水解產(chǎn)物端羧基化合物反應(yīng)生成穩(wěn)定的酰脲化合物。單碳化二亞胺在常溫下為亮黃色至棕色液體或結(jié)晶固體，可溶于有機(jī)溶劑如丙酮、氯苯、二氯甲烷等，但不溶于水，其優(yōu)點(diǎn)為反應(yīng)活性高、效率高。多碳化二亞胺常溫為黃色至棕色片狀粉末，與聚合物的相容性好。

（2）噁唑啉類化合物

是一種帶有雙鍵的五元含氮雜環(huán)化合物，具體有2-噁唑啉、3-噁唑啉、4-噁唑啉等，其中以2-嗯唑啉應(yīng)用最廣泛。2-噁唑啉類化合物包括單2-噁唑啉和雙2-噁唑啉。聚合物水解時，2-噁唑啉與水解產(chǎn)物羧酸反應(yīng)形成穩(wěn)定的產(chǎn)物，從而阻止水解繼續(xù)產(chǎn)生。PLA紡織物在染色時產(chǎn)生水解導(dǎo)致拉伸強(qiáng)度下降，加入2-噁唑啉化合物后經(jīng)過120°C的穩(wěn)定處理30min, PLA纖維的拉伸強(qiáng)度保持率為95%。2-噁唑啉化合物因化學(xué)性質(zhì)活潑，可以用于聚合物合金的相容劑，改善不相容聚合物的相容性。

（3）環(huán)氧化合物

由于環(huán)張力的存在，環(huán)氧化合物具有很高的反應(yīng)活性，對酸和親核試劑都很敏感，可與鹵化氫、水、醇、胺等多種試劑發(fā)生開環(huán)反應(yīng)。環(huán)氧化合物水解穩(wěn)定劑中，應(yīng)用比較廣泛的是縮水甘油醚類環(huán)氧化合物，品種有苯基縮水甘油醚、三縮水甘油異氰酸酯(TGIC)、 雙酚A雙縮水甘油醚、四(苯基縮水甘油醚基)乙烷、三甲氧基[3-(縮水甘油醚基)丙基]硅烷。環(huán)氧化合物的水解穩(wěn)定機(jī)理：環(huán)氧基與水解所產(chǎn)生的羧基反應(yīng)，生成羥基，從而抑制了羧基對水解的催化作用；環(huán)氧基還與羥基反應(yīng)，使得由于水解產(chǎn)生的斷鏈重新接起來。與碳化二亞胺類水解穩(wěn)定劑相比，環(huán)氧化合物水解穩(wěn)定劑對PU的穩(wěn)定作用更徹底，而且它們可用于聚醚型PU中。在高溫高濕下環(huán)氧化合物對PU的水解穩(wěn)定作用比碳化二亞胺的好，因此主要用于聚氨酯的水解穩(wěn)定劑。環(huán)氧類水解穩(wěn)定劑的用量較大，一般為1.5%~8%。

2、降低聚合物的吸水率

很多聚合物的吸水率很大，通過干燥處理也只能部分除去表層的含水量，降低聚合物的吸水率是聚合物防止水解的很好辦法，主要方法有：

(1)無機(jī)填充改性

在PA6中填充25%的稀土包覆碳酸鈣，PA6的吸水率降低56%，彎曲強(qiáng)度、缺口沖擊強(qiáng)度和熱變形溫度分別提高33%、48%和20%。在PA6中填充10%的超細(xì)滑石粉，PA6的吸水率降低50%，熱變形溫度提高24°C。在PA6中填充0.5%稀土氧化鑭，PA6的吸水率下降59%之多，多項(xiàng)力學(xué)性能明顯改善。在PA66中加入30%的玻璃纖維，吸水率下降200%多。在PA6中加入5%的蒙脫土和20%的PP-g-MAH, PA6的吸水率下降50%。

(2)共混低吸水性樹脂

在PA6中加入10%LLDPE和5%的LLDPE-g-MAH,吸水率降低了46%。在PA6中加入20%的PP和5%的PP-g-MAH或PP-g-GMA，吸水率分別降低24.3%和34.6%。在PA6或PA66中分別加入3%、8%和15%PTFE后，PA6吸水率分別下降16.5%、21%和24.4%，PA66的吸水率分別下降23.6%、26. 3%和29.9%。在PA6中加入20%的PTT后，吸水率下降40%左右，拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度分別提高21%和72%。

3、干燥處理或添加吸水劑

干燥處理是加工前除去樹脂中含水的有效方法。如果干燥后還是含有很多水分，就需要添加吸水劑。氧化鈣是常用的吸水劑，在配方中加入適量氧化鈣，可以有效去除樹脂中內(nèi)部所含殘留水分。