|
抗氧剂的结构与应用
|
|
塑料在加工、贮存和使用期间受到氧和热的影响而老化，抗氧剂可防止这氧化降解过程的发生。 1997年，烯烃总消耗量的大约80%用于聚烯烃，大约15%用于聚乙烯，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，在亚洲和拉丁美洲抗氧剂的消耗量比北美洲和欧洲有更快地增长。 由于近年来抗氧化剂销量的大幅度增加不足以补偿其价格的下降，因此其总销售额正在减少。图1所示为估计的热塑性塑料中抗氧剂的消耗量，但其中未有顾及用于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。 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。 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%。 新的化学结构 近20年间用于聚合物的抗氧剂大部分都对已知结构进行了改性，改善了其辅助性能。不存在任何基本的新化学结构。Ciba特种化学品公司于1997年推向市场的用于聚烯烃类稳定性的Irganox HP系列是一种新发明，因为这个系列是基于全新类型的复合物。称为并喃或内酯的这类复合物长期以来已从专利文献上为人们所熟知，但尚未以工业产品的形式应用。Irganox HP系列由三个成分组成：作为以氧为中心的游离基捕获剂的空间位阻的酚（AO-2，AO-3或AO-4），作为氢过氧化物分解剂的亚磷酸盐（PS-1）和内酯HP-136（AO-1），后者的作用是作为少氧条件下的C自由基捕获剂和以氧为中心的自由基捕获剂，在加工过程中特别有效。三种成分的比率相平衡以取得良好的加工稳定性以及具有低脱色趋向的较长期的热稳定性。 |
上一篇：
怎么处理塑料颗粒水份
下一篇：
抗氧剂的作用机理
簡繁切換