公司聚丙烯产品质量近期异常。下游用户反馈聚丙烯力学性能和热氧稳定性差。公司质量技术部从多个环节展开技术排查。2018 年 7 月 18 日 16：00 检测部收到公司质量技术部从聚丙烯装置取回的某厂生产的两个批次聚丙烯复配剂样品，编号分别为 201805，201806（下文称为复配剂样品）。要求对这两批次复配剂进行质量技术分析，检测部给予配合。
据了解，聚丙烯复配剂主要成分为抗氧剂 1010、168 以及硬酯酸钙，复配剂厂家给出的三者添加比例依次为 2：1：1 。
抗氧剂 1 01 0是一种多元受阻酚抗氧剂，可添加在塑料、橡胶等高分子材料中，可使被保护的材料抵 抗氧化作用带来的破坏。与辅助抗氧剂如 1 6 8、硬酯酸钙等并用于聚合物中， 可以显著提高耐热稳定性和加工性 能，是目前优秀的主抗氧剂品种之一。复配剂中抗氧剂 1 01 0含量的高低直接影响最终聚丙烯产品质量。复配剂作为化工三剂，目前没有国家和行业的分析标准，只有生产厂家的企标。公司一般不进行入厂检验。本次技术排查，根据检测部现有仪器条件，下文计划从三个分析指标对复配剂样品中1010的含量进行了技术比对。
二、主要仪器和测试方法
2.1主要仪器设备
熔融指数仪：MF30，意大利CEAST ；红外光谱仪：Spectrum Two，美国PE公司；DSC实验仪:Q20，美国TA公司；热压机：LP-S-50型热压机，美国LabTECH 公司；测厚仪：C112XBS，日本Mitutoyo；马弗炉：KXF-1100-IV，天津天有利；天平：梅特勒ME204。
2.2 实验方法及性能测试
熔体质量流动速率：GB 3682一2008; IR法：公司企标； OIT测试（氧化诱导时间）：GB/T 19466. 6 2009；灰分测定：GB/T 9345.1-2008。
三、复配剂样品预处理过程及分析过程简要说明：
3.1粉料配制：将一定量的复配剂放入研钵中充分磨细，然后用万分之一天平 称各取 99.0000g 聚丙烯 SC301 粉料、称取 1.0000g 复配剂.称量误差 控制在 0.0005g 之内。然后两者充分摇匀备用（简称粉料）。
3.2粉料 MFR：处理好的粉料先分析熔指，参照熔体质量流动速率的国家分析方法进行。再用挤出的样条，切成 PP颗粒状态大小（简称造粒样品）。
3.3造粒样品中 1O10 含量（IR 法）：一部分造粒样品用于红外压片制样， 进行造粒样品中 1010 含量的测试； 参照公司企标进行。
3.3.1压片制样条件：将压片下盖板放于工作台面上，用一块铝箔覆盖底座，随后放上样品模具，接着放入几克样品（根据模具大小而定），然后将另一块铝箔盖在模具上，最后将上述组件放入已经预热到200℃的热压机中，只保持接触，预热60 s。再加压到400KN，维持30s，然后快速泄压将上述样品的组件取出，接着将上盖板覆盖在最上面。待冷却后，将样品膜片取出，检查有无气泡，用测厚仪测量，留下满足厚度要求的样品膜片，剪成待测大小的薄片。
3.3.2测定条件的选择
分辨率 2cm -1，扫描次数 32 次，扫描波速0.5cm.s-1,扫描范围 4000～400cm -1。先扫描空气环境，作为测试背景，后进行样品膜片的扫描。
3.4 OIT 测试：另一部分造粒样品用 DSC 分析仪进行测试氧化诱导期 测试。（测试谱图显示无 0IT 段曲线）。参照氧化诱导时间国家分析方法进行。
3.5复配剂灰分（重量法）：直接称取未经粉碎的柱状复配剂，参照聚丙烯树脂灰分的国家分析方法进行。
四、分析结果
表1
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五、初步结论
5.1结果表中，单从粉料MFR看，两批次复配剂无显著差别，说明生产中复配剂中1010的变化通过日常聚丙烯分析MFR很难准确监控。IR法，直接显示复配剂201805批中1010抗氧剂含量少于的201806批1010含量近500ppm。按照配方比例，理论上两批次复配剂中1010含量为2000ppm，但由于复配剂质量、粉料混匀不充分以及IR法压片和测试等因素导致造粒样品中1010含量整体偏低。
5.2结果表中， 201805批中灰分较201805批中大1200ppm(0.12%)， 据了解1010分子式为C73H108O12，168分子为C42H63O3P，含有磷，灰分最后产物为P205及CACO3,这说明复配剂201805批中168或 硬酯酸钙含量含量较201806批多。5.3综合IR法、重量法两项指标，说明复配剂201805批中1010抗氧剂含量少于的201806批。复配剂201805批的质量明显差于201806批。反映出某厂生产的复配剂不同批次间，质量存在明显波动。
5.4建议公司在复配剂入厂或聚丙烯生产的中控质量控制环节，增加有效监控分析项目。
5.5目前行业内只有单一抗氧剂的标准，期待国家或行业层面出台相关聚丙烯复配剂质量技术要求的标准。
论文作者:孙 伟
论文发表刊物:《科学与技术》2019年17期
论文发表时间:2020/1/15
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