抗氧劑,別稱為防老劑,是一類化學(xué)物質(zhì),是一種或幾種不同化合物的混合體,當(dāng)其在聚合物體系中僅少量存在時,就可延緩或抑制聚合物氧化過程的進(jìn)行,從而阻止聚合物的老化并延長其使用壽命。
因抗氧劑能夠有效中斷氧化反應(yīng),被廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、化纖高分子材料以及部分食品品類的生產(chǎn)加工中,而且部分類型的抗氧劑還可以作為化妝品、醫(yī)藥等的穩(wěn)定劑。
抗氧劑有三大作用:一是抗氧劑之間的協(xié)同作用,應(yīng)用于某些高聚物熱穩(wěn)定性方面;二是使用斷鏈?zhǔn)娇寡鮿┑木酆衔锏姆€(wěn)定性,即段鏈?zhǔn)绞┲鳈C理(CB-D)和段鏈?zhǔn)绞荏w機理(CB-A);三是使用預(yù)抗氧劑的高聚合物的穩(wěn)定性,也就是直接分解氫過氧化物,不會產(chǎn)生自由基中間產(chǎn)物。
一般來說,抗氧劑是混入聚合物樹脂當(dāng)中使用。比較常見的種類有:抗氧劑1010(四[3-3’,5’-二叔丁基-4’-羥基苯基]丙酸丁季戊四醇酯)、抗氧劑DLTDP(硫代二丙酸二月桂酯)和抗氧劑DSTDP(硫代二丙酸二硬脂醇酯)。
目前,抗氧劑的研究方向已轉(zhuǎn)向開發(fā)高效多能的助劑產(chǎn)品和反應(yīng)型抗氧劑,中國市場上有國內(nèi)生產(chǎn)的,也有進(jìn)口產(chǎn)品。其中,國產(chǎn)的氣味比較大,相對不好保存。
那么,要怎么選擇抗氧劑呢?首先要根據(jù)加工的材料種類和型號,加工使用的設(shè)備和工藝,以及將使用到的其他種類的化學(xué)添加劑的品種和添加量,包括最終產(chǎn)品的使用環(huán)境和期限等因素,來綜合考慮選擇哪一種抗氧劑。從工業(yè)用途來說,基本可以參考一下五個原則來進(jìn)行選擇:
1、穩(wěn)定性
在生產(chǎn)過程中,抗氧劑應(yīng)保持穩(wěn)定,在使用環(huán)境和高溫加工的過程中不易揮發(fā)、不變色(或不顯色)、不分解、不與其他化學(xué)添加劑發(fā)生反應(yīng),并且不會與生產(chǎn)產(chǎn)品表面的其他物質(zhì)發(fā)生交換,不會腐蝕生產(chǎn)設(shè)備等。
2、相容性
塑料聚合物的高分子一般是非極性的,而抗氧劑的分子具有不同程度的極性,二者相溶性較差,通常是在高溫下將抗氧劑與聚合物熔體結(jié)合,聚合物固化時將抗氧劑分子容在聚合物分子之間。
3、遷移性
大部分產(chǎn)品的氧化反應(yīng)主要發(fā)生淺層,需要抗氧化劑連續(xù)不斷地從產(chǎn)品的內(nèi)部轉(zhuǎn)移到表面來起作用,但如果轉(zhuǎn)移的速率過快的話,就容易揮發(fā)到環(huán)境中而損失。這種損失是不可避免的,但可從配方設(shè)計入手,盡量降低損耗。
4、加工性
如果抗氧劑的熔點與加工材料的熔融范圍值相差過大的話,將會產(chǎn)生抗氧劑偏流或者抗氧劑抱螺桿的現(xiàn)象,使得產(chǎn)品中抗氧劑分布不均。所以當(dāng)抗氧劑的熔點低于材料加工溫度100℃以上時,應(yīng)先將抗氧劑制作成一定濃度的母粒,再將之與樹脂混合后使用。
5、安全性
在生產(chǎn)過程中必然存在人工,故抗氧劑應(yīng)為無毒或低毒,無粉塵或低粉塵,并且在加工或者使用的過程中,不會對人體產(chǎn)生任何有害作用,對周邊環(huán)境無污染,對動植物無危害。
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