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热塑性塑料抗氧剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2018-1-17 11:15:36
塑料在加工、贮存和使用期间受到氧和热的影响而老化,热塑性塑料抗氧剂可防止这氧化降解过程的发生。

烯烃总消耗量的大约80%用于聚烯烃,大约15%用于聚苯乙烯,其余用于热塑性工程塑料。市场趋势主要由通用塑料消耗量的增长决定。因此,在亚洲和拉丁美洲热塑性塑料抗氧剂的消耗量比北美洲和欧洲有更快地增长。

热塑性塑料抗氧剂的消耗量,其中未有顾及用于PVC的热稳定剂和弹性体及橡胶的抗氧化剂。

用于热塑性塑料中的抗氧剂大约一半是酚类化合物。有机亚磷酸酯占三分之一,硫代酯类大约占8%。芳胺类对热塑性塑料稳定性无足轻重,因为它们趋于表现出很强的脱色性,还有毒性问题。

抗氧化剂稳定性原理。聚合物的氧化降解是由热、辐射、机械应力(例如剪切)等作用或这些因素组合产生的游离基造成的。这些游离基和氧反应形成过氧化物自由基,后者由逐次从相临的聚合物链中夺取氢原子。形成了不稳定的氢过氧化物,又进一步在其分解时产生了游离基。这一不断进行的连锁反应导致了聚合物的降解。
抗氧剂是可防止或至少延缓此降解过程的化合物。因此抗氧剂按其化学机理分为主抗氧剂和辅抗氧剂。

主抗氧剂具有可以与游离基反应的活泼氢原子。它们叫自由基捕获剂。这一类抗氧剂包括空间位阻的酚和芳胺,以及空间位阻的胺类。

辅助抗氧剂使过氧化物分解,从而防止链支化(氢过氧化物分解成为烷基和羟基自由基)。这类抗氧剂最重要的代表是有机亚磷酸酯或磷酸盐,和硫代酯类抗氧剂。亚磷酸盐主要在融化过程中起作用,因此也叫做加工稳定剂。硫代酯类抗氧化剂更多的是作为长期热稳定剂。



(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



两种机理也可以结合在单一化合物中。主抗氧剂和辅抗氧剂的相互结合代表着许多聚合物稳定性的当前工艺水平。抗氧剂的使用浓度按重量计为0.03~0.3%,随塑料种类的不同而不同,在特殊应用条件下甚至超过1%。

抗氧剂趋向于在氮氧化合物影响下脱色。这一现象在文献中称为气体褪色,对聚丙烯纤维是一个特殊问题。脱色受各种因素影响而加重,例如酚抗氧剂的存在,酚的类型或硷性共添加剂的使用。虽然多年来低脱色性的酚类一直用于这个领域(例如AO-5)但游离酚系列是唯一有效的解决方法。Fiberstab L112(FSL)是为PP纤维专门研制的游离酚系列。它以内酯HP-136为基础,HP-136作为加工稳定剂,在纺丝期间提供保护,具有最佳气体褪色特性。

Irgastab FS系列(FS-1)是抗氧剂领域的又一项发明。它们是针对UV保护的PP纤维加工期间的稳定性而研制的游离酚系列。目前它们正被广泛应用于其他目的领域,例如PP模塑彩色汽车保险杠的稳定剂。在这种情况下加工稳定剂是羟胺Irgstab Fs042(AO-10)。除了良好的加工稳定性外,用Irgastab FS处理的PP纤维能明显地保持颜色本色这一特点是值得注意的。由于这一加工稳定剂可以和受阻胺稳定剂(HAS)混合使用,它主要用于要求UV稳定性较高的场合。

与AO-10相关的化合物,作为PP的抗氧剂。以三烷基胺氧化物形式表示的这一化合物的显著特点是其加工中的良好稳定作用和“气体褪色”特性,类似于所有游离酚系列。但目前尚无有关其工业应用效果的详细情况。

当前的趋势是继续研制抗氧剂的备用混合物以及抗氧剂和其他添加剂的结合物。对研制易添加和高无尘产品形式正受特别关注。除改善工业卫生条件外,直接添加的可能性还提供了最佳的分布,并减少了配方中产生自相矛盾的缺点。这使塑料加工者能够改进质量,节约成本。

塑料与环境可适性和废塑料回收利用,受到来自公众和政府的压力,这种压力正持续增加,这一点也影响到添加剂制造者。然而,人们很少知道塑料的环境可适性与抗氧剂的影响。一些长期研究已经开始,其结果还未得出。


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