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抗氧化剂体系

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2018-1-11 11:10:37
对于确定的抗氧化剂体系,当温度、紫外光照射强度、湿度等环境条件变化时,体系的稳定性或防老化性能也随之变化,在一般情况下,抗氧化剂体系的稳定性随着环境严酷程度的增加而降低。

三个抗氧化剂体系,烘箱温度140℃与150℃相比较,环境温度只变化10℃,三个抗氧化剂体系的热稳定天数均显著减少。其中抗氧剂3114+DSTP体系,150℃的热稳定天数仅为140℃热稳定天数的三分之一。设计配方的抗氧化剂体系时,应以可能发生的、最严酷的环境条件为基点,确定抗氧剂品种和添加量。

在同一环境条件下,不同抗氧化剂体系的热氧稳定性不同。在125℃条件下,将3114+DSTP体系中的3114更换为1010时,热稳定性变差,热稳定天数减少了三分之一。因此,如果没有经过系统性的试验,不具备完整的数据,在塑料制品的耐侯性及使用环境均相对稳定时期,不宜随意更换任何一个抗氧剂品种,不应为降低成本等原因而降低抗氧剂的添加量。

配方6、7、8的ΔE值相互比较,并与空白配方的ΔE比较,对于品种、加入量相同的抗氧剂组合体系,使用不同类型或品种的阻燃剂,其体系耐老化性能有很大差异。配方7的ΔE值是配方6的二倍多,阻燃剂BPBPE可削弱抗氧剂的作用。配方8中ΔE值约为空白配方的二倍,阻燃剂DBDPO不仅完全抑制了抗氧剂作用,而且加速了体系的老化。

配方4、5、6与配方1的ΔE值比较,对于阻燃剂BTBPIE:①抗氧剂与光稳定剂体系可明显提高阻燃聚苯乙烯的耐老化性能;②在加入量1%—15%范围内,阻燃剂BTBPIE加入量的增加,没有削弱体系中抗氧剂的作用;③使用复合抗氧剂配方5的ΔE值最优。

钛白粉既可做为塑料填充材料,屏蔽紫外光;又可做为白色着色剂。表3中配方9与配方6的ΔE值比较,钛白粉的加入量减少,由3%减少为0.5%时,相当于光屏蔽剂减少,配方9的稳定效果变差。配方1、2、3与空白配方的ΔE值相比较,不同型号或规格的钛白粉对树脂的耐侯性能有较大影响。配方3使用了未经表面处理的A—100钛白粉,其ΔE值为13,高于空白配方的ΔE=12,未经表面处理的钛白粉不仅不能屏蔽紫外光,而且对树脂有催化降解的作用。



(抗氧剂、稳定剂TPPi)生产工艺

1.三氯氧磷直接法(又称热法) 苯酚以吡啶和无水苯为溶剂,在不超过10℃的温度下,缓缓加入氧氯化磷,然后在回流温度下,反应3~4h。冷却至室温后,反应物经水洗回收吡啶,离心脱水后,再用干燥的硫酸钠脱水,过滤除去硫酸钠。最后先常压蒸馏回收苯,再减压蒸馏,收集243~245℃(1.47kPa)的馏分,经冷却、结晶、粉碎即为成品。

2.苯酚熔融后,搅拌下在25℃下滴加三氯化磷,生成;然后升温至70℃通入氯气,生成二氯代磷酸三苯酯;再于50℃加水水解,生成磷酸三苯酯。最后水解产物用5%纯碱水溶液进行中和、水洗、蒸发和减压蒸馏,收集243~245℃(1.47kPa)的馏分,冷却、结晶、粉碎、包装即为成品。

(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。



高岭土填充于塑料中,可起到一定程度的转光和保温作用。表4数据显示,高岭土与光稳定剂共用时,高岭土强烈地削弱光稳定剂的作用,主要原因是高岭土中存在过渡重金属元素,可急剧加速塑料材料的老化。

HALS对高分子材料的稳定化机理如下:

①四甲基哌啶的仲胺基被高分子材料光、热氧老化产生的氢过氧化物等过氧化物所氧化,转变为氮氧自由基NO?,该氧化反应破坏掉能引发高分子材料降解过程的一些活性物质,使其变成相对稳定的羟基化合物;

②氧化所产生的氮氧自由基NO捕获高分子材料所产生的具有破坏性的活性基团,例如R? 、RO? 、ROO?等自由基;也使其转变为相对稳定的化合物,例R—R,R—O—R,R—OO—R等;

③在此过程中氮氧自由基NO?得到再生,继续和材料中其他自由基反应,如此循环往复不已,大大延缓了塑料材料的光、热氧老化速度。另外,HALS还具有猝灭单线态氧的功能,使其从激发态转变为基态,在光老化的链引发前干预光氧化反应的进行。

所以,HALS具有分解氢过氧化物、猝灭激发态氧、能捕获自由基、本身循环再生,四种可自我协同的能力。不仅是高效的光稳定剂,同时也是高效的抗氧剂。


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