黄变是指白色或浅色材料在光、紫外线、热、氧、应力、化学品等条件下,表面泛黄的现象。又称黄化。材料黄变的原因各有不同,无法用一种方法检测出来。只能根据实际情况,排查发黄原因,再有针对性地解决。
酚黄变是黄变中的一种,原因是由于在生产加工过程中使用了酚类化合物作为抗氧化剂,其中2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)因其抗氧化能力较强、性能稳定且价格低廉,是应用最广泛的抗氧化剂。而BHT会和氮的氧化物发生反应,生成新的化合物而造成材料变黄。
一、 酚黄变的检测
1. 针对酚变黄现象,ISO和GB标准都给出了相同的测试方法。
- ISO 105-X18
- GB/T 29778
2. 测试过程
1) 制备一个密封的测试包,每个测试包内用七片玻璃片夹住六片测试纸,5块试样和1块控制布。
2) 沿着100mm的边将试纸对折,把每个样品和控制布单独放在试纸中间,共计6个组合样。将组合样用玻璃片夹住,每个组合样之间都由玻璃片分隔开。
如试样少于5块,仍要用7片玻璃片,在包中使用七个玻璃板材。确保样品数量不足时,控制布仍能被正常测试。
3) 用不含BHT的聚乙烯薄膜把玻璃片、测试纸、试样和控制布严实包裹三层,并用胶带密封。
4) 将测试包放在一个测试装置上 ,施加(5±0.1)kg的压力。 每个测试装置上一个叠一个,则最多可放3个测试包。
5) 按规定方式将测试装置放入(50±3)℃的恒温箱/烘箱内保温16 h±5 min。
6) 将测试装置从恒温箱/烘箱内移出,取出测试包,使其冷却。
7) 在打开测试包后30min内评级,否则某些材料的样品暴露在空气中可能会褪色。首先检查控制布,用沾色灰卡评价控制布变黄至少达到3级,则说明试验正常。若控制布变黄未达到3级,则用新的样品和材料重新测试。
图片:酚黄变测试仪器
二、 酚黄变的成因和对策
酚黄变是由材料中起抗氧化作用的2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)与氮的氧化物产生化学反应生成了2,6-二叔丁基对硝基苯酚(DTNP)。DTNP其本身极易升华,室温条件下也会迁移到其他材料上。DTNP在酸性条件下为无色,但在碱性条件下则立即黄变。
考虑到BHT的特性,我们应注意以下几点:
- 避免与含有BHT的材料接触。
BHT非常广泛应用于各种行业,所以产品在加工、包装、运输时,应避免与含有BHT的材料接触,尤其是包装材料。包装材料上产生黄色的DTNP物质会迁移到产品上导致其发黄。
这也是最普遍的酚黄变发生原因。
- 做好产品自身防护
如果在包装、运输过程中,难以避免接触含有BHT的材料。可以预先在产品上做好抗酚黄变处理。添加相应的助剂,可以有效防止材料对衍生物的吸收。
也可使用还原粉预防或处理部分黄变现象。
- 避免使用BHT作为抗氧化剂。
BHT作为一种价廉物美的抗氧化剂,广泛应用于诸多领域。其中也包括合成橡胶和塑料领域,虽然可能不作为主要的抗氧化剂。
因此在制鞋行业,并非只有鞋带、织物鞋面等纺织品才会存在酚黄变现象。例如鞋子的滴塑部件,如果存放在没有光线照射、温度正常的库房中却发生黄变,则需要排查是否为酚黄变。或许是鞋子接触到了含BHT的材料,也可能是因为滴塑材料本身就有含有BHT,库房中空气流通差,氮氧化物含量过高引起了化学反应。
- 注意环境的影响
除了提供良好通风条件,考虑到DTNP的特性还要避免产品处于碱性的环境中。
酚黄变是可防可控的,而且其化学反应本身也是可逆的,因此只要我们重视这个问题,它就可以避免。