抗氧劑,別稱為防老劑,是一類化學物質,是一種或幾種不同化合物的混合體,當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,被廣泛應用于塑料、橡膠、化纖高分子材料以及部分食品品類的生產加工中,而且部分類型的抗氧劑還可以作為化妝品、醫藥等的穩定劑。
抗氧劑有三大作用:一是抗氧劑之間的協同作用,應用于某些高聚物熱穩定性方面;二是使用斷鏈式抗氧劑的聚合物的穩定性,即段鏈式施主機理(CB-D)和段鏈式受體機理(CB-A);三是使用預抗氧劑的高聚合物的穩定性,也就是直接分解氫過氧化物,不會產生自由基中間產物。
一般來說,抗氧劑是混入聚合物樹脂當中使用。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向開發高效多能的助劑產品和反應型抗氧劑,中國市場上有國內生產的,也有進口產品。其中,國產的氣味比較大,相對不好保存。
那么,要怎么選擇抗氧劑呢?首先要根據加工的材料種類和型號,加工使用的設備和工藝,以及將使用到的其他種類的化學添加劑的品種和添加量,包括最終產品的使用環境和期限等因素,來綜合考慮選擇哪一種抗氧劑。從工業用途來說,基本可以參考一下五個原則來進行選擇:
1、穩定性
在生產過程中,抗氧劑應保持穩定,在使用環境和高溫加工的過程中不易揮發、不變色(或不顯色)、不分解、不與其他化學添加劑發生反應,并且不會與生產產品表面的其他物質發生交換,不會腐蝕生產設備等。
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
大部分產品的氧化反應主要發生淺層,需要抗氧化劑連續不斷地從產品的內部轉移到表面來起作用,但如果轉移的速率過快的話,就容易揮發到環境中而損失。這種損失是不可避免的,但可從配方設計入手,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,將會產生抗氧劑偏流或者抗氧劑抱螺桿的現象,使得產品中抗氧劑分布不均。所以當抗氧劑的熔點低于材料加工溫度100℃以上時,應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
在生產過程中必然存在人工,故抗氧劑應為無毒或低毒,無粉塵或低粉塵,并且在加工或者使用的過程中,不會對人體產生任何有害作用,對周邊環境無污染,對動植物無危害。
抗氧劑是聚合物穩定劑的重要分支,在材料加工的過程中,一定要多注意抗氧劑添加的時機、種類和使用量,避免受到環境因素等影響失效。
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