改性塑料中抗氧剂的介绍(一)
栏目:行业动态 发布时间:2020-10-26 09:22
抗氧剂是指对高聚物受氧化并出现老化现象能起到延缓作用的一类化学物质。 按功能分:链终止型抗氧剂(或自由基抑制剂)即主抗氧剂;预防型抗氧剂(包括过氧化物分解剂、金属离...
抗氧剂是指对高聚物受氧化并出现老化现象能起到延缓作用的一类化学物质。
按功能分:链终止型抗氧剂(或自由基抑制剂)即主抗氧剂;预防型抗氧剂(包括过氧化物分解剂、金属离子钝化剂等)即辅助抗氧剂。
按结构分:胺类、酚类、含硫化合物、含磷化合物、有机金属盐类等。

按用途分,有主抗氧剂和辅助抗氧剂两种。
一、主抗氧剂
主抗氧剂被认为是一种自由基的清洗剂,它通过偶合反应(即终止反应)或给出一个氢原子来阻止聚合物中的自由基的破坏作用。较常用的主抗氧剂是酚类,其次是胺类。
酚类抗氧剂的优点是:对塑料颜色影响较小,可用于接触食品。
1、酚类抗氧剂的类型
酚类抗氧剂都带有受阻酚的结构。它包括烷基单酚,烷基化多酚,硫代双酚等类型。此外还有多元酚和氨基酚的衍生物等。
烷基化单酚,其结构上只含有一个受阻酚单元,具有极好的不变色和不污染性。由于分子量小,挥发性和抽出性较大,影响了抗老化能力。抗氧剂1076,即为新的烷基化单酚,其结构中引入长链烷基的酯基,使分子量增加,挥发性降低。
一般情况下,烷基化单酚中的烷基,主要是叔烷基和仲烷基,也可以是芳基。
2、酚类抗氧剂的作用
大多数酚类抗氧剂的结构中都含有一种位阻酚,它有一个烷基长链,就象有一个独特的分子“臂”相连。这个分子“臂”可以改进溶解性或提高活性。
酚类化合物可提供氢原子给烷氧自由基、碳自由基和过氧化自由基。这个反应中产生的酚类自由基处于稳定共振态,反应活性极小。所生成的已“失活”的化合物,包括烃类和醇类,这些都是从聚丙烯或聚乙烯中形成的。
酚化合物的苄基碳原子上有第二个氢原子,它可以被夺去而生成一个自由基,再可进行二聚。
所形成的高共轭醌有颜色,在聚合物薄膜中可观测到黄色的色调。可以采取措施来降低颜色的影响,但还要加入其他添加剂,如亚磷酸酯。

3、胺类抗氧剂
胺类抗氧剂在一些应用领域甚至优于酚类抗氧剂的抗氧化效果。胺类抗氧剂较大的缺点是具有变色性和污染性,会使聚合物变色,限制了它的应用范围。所以胺类抗氧剂大都应用于深色或黑色的橡胶和塑料制品中。
胺类抗氧剂如同酚类抗氧剂一样,也是氢原子提供者。和氮原子相连的氢原子是较活泼的,如下图所示。
胺类抗氧剂给出氢原子后,所形成的自由基可以与其他自由基或聚合物本身上的活性点进一步反应,其特征之一是胺自由基与过氧基结合。
它有两种结合途径,胺自由基可在芳环的对位上与过氧基结合,生成过氧化醌类。或者是氮被氧化成硝酰基,可与其他自由基再反应,较终导致链终止反应。
有一种机理被提出来解释这种胺/酚协同效应,它认为活性胺成分会从醌中得到再生。在该机理中,酚作为还原剂,处于这种氧化还原体系中,酚以醌二聚体的形式存在,它可以进一步反应或仍以有色体形式存在。因而在该机理中,反应产生的化合物可以随时用来猝灭其他自由基。

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