PVC管道表觀變灰、發(fā)黑主要有哪幾個(gè)方面的原因?

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(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、加工改性劑、沖擊改性劑、填充劑、耐老化劑、著色劑等。

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(jié)構(gòu)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(dǎo)致管材變色開(kāi)始發(fā)生，其顏色變化順序?yàn)椋喊咨?粉紅色-淺黃色-紅色-黑色(碳化)，故PVC質(zhì)量，穩(wěn)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(duì)光催化反應(yīng)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(yīng)而導(dǎo)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(yīng)。

通常TiO?有兩種結(jié)構(gòu)形式：銳鈦型和金紅石型。由于其結(jié)構(gòu)、使用能和耐老化性能不同。做為PVC管材使用TiO?******為金紅石型。但由于一些廠家生產(chǎn)TiO?質(zhì)量問(wèn)題或由于TiO?表面包覆(SiO?、AL?O?有機(jī)物)不均，結(jié)果TiO?在光催化情況之下易發(fā)生變色(變灰)現(xiàn)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(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的活性原子團(tuán)與PVC共混物中的鉛發(fā)生氧化老化反應(yīng) 。

(反應(yīng)條件：TiO 表面光催化反應(yīng)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(duì)化學(xué)反應(yīng)速率有很大的影響，通常溫度每升高10℃ ，化學(xué)反應(yīng)速率增加1倍。在氣候炎熱的夏天，TiO：著色材料的表面可以達(dá)到50～70℃ ，這對(duì)光催化反應(yīng)有較大的影響)

從以上反應(yīng)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(yīng)可以看做是一個(gè)周期性的氧化還原反應(yīng)。由于氧化還原反應(yīng)過(guò)程產(chǎn)生了黑色的鉛，因而導(dǎo)致淺色PVC—U管材表面出現(xiàn)了灰黑色斑。當(dāng)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(jié)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(yīng)時(shí)鉛化合物發(fā)生氧化還原反應(yīng)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(wěn)定劑、鎘穩(wěn)定劑

隨著工業(yè)的發(fā)展，酸雨，硫污染日趨嚴(yán)重，且型材在貯存和運(yùn)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(yīng)形成的物質(zhì)為黑色或紅裼色，可導(dǎo)致白色材料變色，故使用鉛鹽穩(wěn)定劑型材易發(fā)生硫污染。鎘類穩(wěn)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(yīng)：

S2-+Cd2+→CdS↓(黃色)

會(huì)導(dǎo)致管材泛黃，因此鎘類穩(wěn)定劑，很少被使用。

四、群青引發(fā)的變色(在含鉛鹽穩(wěn)定劑配方中)

群青是含多硫化鈉而具有特殊結(jié)構(gòu)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(dāng)管材被酸雨淋后，在強(qiáng)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色從而導(dǎo)致“硫化”污染現(xiàn)象-。

Pb2﹢+S?ˉ→PbS↓(結(jié)晶形：藍(lán)色)

(無(wú)定形：黑色)

五、新型增韌材料對(duì)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(shù)廠家所使用，但CPE氯化聚乙烯，由于其結(jié)構(gòu)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(wěn)定劑反應(yīng)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：

① 群青必需要進(jìn)行處理，具有耐堿性耐熱性和耐酸性

② 不采用含硫化物的穩(wěn)定劑

③ 采用金紅石型鈦白粉

④ 采用質(zhì)量?jī)?yōu)級(jí)的CPE