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高分子材料抗氧剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2018-1-6 12:04:58
从高分子的合成、存放、热加工到最后制品的使用中均存在着氧化问题。防止高分子的氧化主要是通过加入高分子材料抗氧剂来达到。

在高分子工业中加入的高分子材料抗氧剂一般在0.1%-3%间(塑料,纤维约0.1%,橡胶3%)。主抗氧剂和副抗氧剂的并用是最有效的防止高分子热氧老化的体系。

受阻酚和氢过氧化物分解剂组合是最常用的体系,它具有协同作用,无毒、高效、不产生颜色污染的特点。大部分合成高分子材料抗氧剂均用于防止高分子的热氧老化。

较高分子量的抗氧剂为Irganox-1010、Irganox-1076、Irganox-1098、Irganox-1330、Irganox-3114等的应用已几乎解决了高分子热氧化稳定化的问题。例如,聚丙烯是不耐热氧老化的高分子之一,无抗氧剂存在时,其室温下安全寿命仅为一年,但加入0.1%-0.2%的rganox-1010后,聚丙烯制品如水桶和丙纶衣着,其室内使用寿命已达10年。将Irganox-1425(酚类)和亚磷酸酯(Weston618)并用,由于产生强烈的协同作用,使聚丙烯薄膜寿命由250h增加到1000h。

邻羟基苯酮的紫外光吸收剂和亚磷酸酯并用,也产生协同作用,可使聚乙烯光老化寿命从400h提高到8500h。应该指出,抗氧剂除在高分子工业中广泛应用外,它还可以在石油制品、润滑油、食品工业及医疗保健中应用。

在石油制品和润滑油中常用受阻酚、芳胺、氢过氧化物分解剂和某些金属离子减活剂作为有效的抗氧剂。因食品工业中用的抗氧剂要求无毒,故天然抗氧剂和高分子受阻酚抗氧剂倍受重视。

在医疗保健中用的抗氧剂要求绝对无毒和能被人体吸收,故现今仅限于Vitamin-E,ViTamin-C,胡萝卜素和茶多酚在医疗保健上应用。



(抗氧剂、稳定剂TPPi)主要适用于聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯、abs树脂、环氧树脂、合成橡胶等的抗氧稳定剂,用于聚氯乙烯制品中作螯合剂,当以金属为主稳定剂时,配合本品可减少金属氯化物的危害,保持制品的透明度,并抑制颜色变化,也是一种很好的化工中间体,与卤系阻燃剂并用,可发挥阻燃剂抗氧作用,并兼具光稳定性能,可用作合成醇酸树酯和聚酯,本品主要为树酯的原料,也可制取农药中间体亚



广义上说,多数弱还原剂都是抗氧化剂,只是根据不同的工业用途选取合适的。有较高化学、物理稳定性的,或是低毒性的弱还原剂,都可以巧妙的运用于配方中作为抗氧化剂。

例如:柠檬酸是有弱还原性的有机酸,我们可以将其运用于饮料配方中起着抗氧化剂的作用;食品摆放时间长了容易氧化变质,可以加入少量抗氧剂来延长它们的储存时间;塑料、合成纤维和橡胶等高分子材料容易发生热氧降解反应,加入抗氧剂可以保持高分子材料的优良性能,延长使用寿命……

有机化合物的热氧化过程是一系列的自由基链式反应,在热、光或氧的作用下,有机分子的化学键发生断裂,生成活泼的自由基和氢过氧化物。氢过氧化物发生分解反应,也生成烃氧自由基和羟基自由基。这些自由基可以引发一系列的自由基链式反应,导致有机化合物的结构和性质发生根本变化。

抗氧剂的作用是消除刚刚产生的自由基,或者促使氢过氧化物的分解,阻止链式反应的进行。

能消除自由基的抗氧剂有芳香胺和受阻酚等化合物及其衍生物,称为主抗氧剂;能分解氢过氧化物的抗氧剂有含磷和含硫的有机化合物,称为辅助抗氧剂。

近年来,国内不仅产能和产量快速增长,新品开发、技术进步、结构调整等也取得了一定进步,专用型抗氧剂,如液体受阻酚1135,含氮受阻酚3114、1098,半受阻酚抗氧剂245等产品有了稳定的产能和产量;受阻酚抗氧剂及其中间体的合成采用不含锡催化剂技术,降低了酚类抗氧剂中重金属锡含量,满足了国外环保等方面要求;主要生产企业的亚磷酸酯抗氧剂168水解稳定性试验超过48小时,达到国际先进水平。

抗氧剂研发与生产初步呈现由通用型产品系列向通用及专用结合的方向发展;复合抗氧剂越来越受到生产企业的重视;主要生产企业开始趋向于抗氧剂及其他塑料助剂的系列化发展。部分企业开始配套原料中间体生产,形成上下游一体化的生产和经营模式。


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