塑料制品异常变色现象与原因探讨

抗氧剂和光稳定剂是提高塑料制品使用性能，增加或提高塑料制品使用价值和附加值的功能助剂，在国内有较好市场发展空间和应用技术前景。近五年来，国内塑料制品使用抗氧剂、光稳定剂的数量越来越大，使用抗氧剂、光稳定剂的品种也呈现多元化趋势。但相对应的是，加入抗氧剂和光稳定剂的防老化塑料制品的变色现象呈多发趋势。在塑料制品存放、运输和使用过程中，均发生了多起塑料制品局部变黄或变粉的现象。

塑料制品的变色现象 

塑料制品局部变黄或变粉的现象，主要发生在塑料生产企业的车间、库房，塑料制品使用企业的库房（包括填装物品后的产品库房），以及塑料制品和塑料制品内装物品后的运输过程。

塑料制品变黄

广西某公司生产的聚丙烯白色集装布，添加国产抗氧剂、光稳定剂，在库房内光线偏暗状态下存放，局部变成微黄色。山东某企业聚丙烯集装袋，织出布卷放在库房内，侧面的折边变黄。河北某企业生产的集装袋，发到客户（运输）时，客户进厂检验发现局部变黄。辽宁某企业，聚丙烯集装袋出口后，存放于国外客户库房，发生局部变黄。江苏某企业，集装袋销售后，存放于客户库房发生变黄。日本某企业，进口中国UV助剂生产聚丙烯母料，2014年5月生产的母料，存放至2015年1月变（黄 红）。福建某企业，聚丙烯集装袋使用后，部分袋子呈现深浅不一的黄变。

塑料制品变粉

聚丙烯塑料类制品变粉

江苏某企业，聚丙烯编织布，存放9个月，边缘明显变粉。

聚乙烯塑料制品变粉

安徽某企业，生产聚乙烯包装袋（无添加防老化助剂，或添加基础抗氧剂），存放过程袋子边缘淡变粉色。

变色原因和对策探讨

在正常生产的塑料制品中，变色现象是偶发的。有单独添加抗氧剂或光稳定剂发生的变色，有抗氧剂和光稳定剂配合使用发生的变色，也有不添加抗氧剂和光稳定剂发生的变色。

相对而言，发生变色的几率是：软制品高于硬质品，薄制品高于厚制品，添加防老化助剂的制品高于不添加防老化助剂的制品。

树脂和填充材料引起的变色

聚乙烯、聚丙烯树脂是生产塑料制品必不可少的主要原料，在我们调查、统计的案例中，加工过程没有加入任何抗氧剂或光稳定剂，有塑料制品从挤出机挤出后就发生变色的现象，也有塑料制品在存放过程发生变色现象。在更换同类型其他厂家或其他牌号树脂后，没有发生过变色。当然，不排除树脂中加入了基础抗氧剂，如168、1076、1010等。

对于茂金属催化剂的聚乙烯树脂、生产后存放时间大于三个月的聚丙烯粉料、树脂聚合催化剂残留量过高的聚乙烯或聚丙烯树脂，有可能发生变色现象。

正常熔融指数3~5的某种聚丙烯粉料，存放到熔融指数22时，加入0.3%的白色光稳定剂或抗氧剂，用20双螺杆挤出机造粒时，颗粒变色。

碳酸钙、钛白粉或相应母料等，如金属杂质的含量偏高，也会引起制品着色。如铁（Fe）含量过高时，塑料等制品存放、并遇适当条件时，铁受到氧化变成氧化铁Fe2O3（三氧化二铁、铁红，红棕色粉末），而致使塑料制品变色。

钛白粉中如果含有过量铁、镍、铬等杂质，经过一定条件的不完全氧化，这些杂质会形成相应氧化物，变成红褐色，致使塑料制品变色；完全氧化或400nm以下的紫外线照射时，这些氧化物会再发生化学和物理变化，褪色或无色。据中国粉体网报道，如氧化铁在金红石型钛白粉中的含量大于0.003%时，金红石型钛白粉对杂质更为敏感。

经表面处理的高纯、优质钛白粉，如果在高搅混料机或挤出机进料段停留时间过长，可因剧烈摩擦而破坏部分表面处理层，也会导致制品变色。建议混料阶段，尽可能地减少钛白粉的混合时间。

环境条件引起的变色

同一批生产的塑料制品，销售给A、B二个客户使用，没有发生变色现象；而销售给C客户使用，在C客户的库房发现变色，这是典型的环境条件引起的变色问题。

变色现象多发于库房，尤其是空气流通不畅的库房；在塑料制品的生产车间内，基本没有发生过塑料制品的变色现象。

一般厂家的库房是用柴油叉车或汽油叉车进行物品运送，库房内空气中含有过量的不稳定氮氧化物NOx，这些NOx在库房内长期积聚，库房空气中的NOx含量大幅度增加。

有的NOx本身就是着色物质，如：二氧化氮NO2是一种棕红色、高度活性的气态物质。NOx大量附着或被吸附到塑料制品的裸露边缘时，必然导致塑料制品边缘变色。NOx是化学活性物质，具有氧化性能和催化氧化性能，对于塑料制品中的各种有机和无机的化学化合物，可以发生氧化反应，进一步致使制品变色。

同一型号树脂，在汽油和柴油尾气环境中，柴油尾气致使树脂变色。

不同型号树脂，添加不同类型母料，在相同柴油尾气环境下，有的不变色，有的变淡黄，有的变淡粉色。

如确定塑料制品因环境因素变色，更换树脂厂家是解决变色的有效方法之一。
黄色母料存放于空气和（80%空气 20%NO2）中，常温条件60天。（80%空气 20%NO2）环境中的母料外观明显变深。

以深色母料2%的加入量，制成聚丙烯样板，放置于80℃恒温热老化箱中，70小时表面开始变粉，83小时粉色明显。

黄色母料存放于空气和（50%空气 50%NO2）中，常温条件28天，（50%空气 50%NO2）环境中的母料外观变红褐色。

以红褐色母料2%的加入量，制成聚丙烯样板，放置于80℃恒温热老化箱中，12小时表面开始变粉，19小时粉色明显。因此，高浓度NOx等环境因素是引发塑料制品变色的重要因素之。

环境条件引起的变色问题，关键在于环境因素，也是加成助剂下一阶段的排查、试验模拟和根本防治变色的工作重点。

助剂异变引起的变色

塑料助剂添加于塑料制品中，在一般或正常的加工、存放和使用过程是稳定的，不会导致或引发塑料制品变色。

塑料助剂几十年的发展和使用历程，也说明了现有及现用的塑料助剂的稳定性。例如，有观点认为受阻酚抗氧剂引起塑料制品变色，如果受阻酚抗氧剂容易、并经常导致塑料制品变色，受阻酚抗氧剂就不会有长达60年左右的使用历程，也不会在当今塑料制品中广泛使用。

塑料助剂毕竟是化学品，在塑料制品加工、存放和使用过程中，受到多种非正常因素诱发、产生分子结构异变，则导致塑料制品变色。我们不能因噎废食，找到塑料助剂被诱发及异变的关键原因，才可以根本解决塑料制品的变色难题。

北京加成助剂研究所经过长时间和大批量的试验，已经初步掌握了诱发塑料助剂异变的一些因素，在实验室里开始模拟抗氧剂或光稳定剂致使塑料制品变粉和变黄。

结束语

塑编制品局部变黄或变粉的现象，是人眼很容易观察到的，虽然对于塑编制品的功能性（如强度性能、耐候稳定性、抗静电性等）没有影响，但是外观的色泽变化要引起相关企业对塑编制品的质量抱怨、质量纠纷或经济纠纷。

北京加成助剂研究所推出了延缓制品变色或不至变色的UV防老化体系，已经开始初步解决市场上某些防老化塑料制品变色的问题。