抗氧剂是一类化学物质,当其在聚合物体系中仅少量存在时,就可延缓或抑制聚合物氧化过程的进行,从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命,又被称为“防老剂”。对高分子材料加工来说,抗氧剂可以防止某些聚合物(如ABS等)加工过程中的热氧化降解,使其成型加工能顺利进行。抗氧剂的添加量—般只有0.1-0.5份。
理想抗氧剂①应具有高的抗氧化能力:②与树脂的相容性好,不析出;③加工性能良好.在高聚物的加工温度下不挥发、不分解;④耐抽出性好,不溶于水和油中;⑤本身颜色最好为无色或浅色.以不污染制品;⑥无毒或低毒;⑦价格低廉。
事实上,任何一种抗氧剂都不能完全满足这些条件,因此,实际使用中常根据材料的种类、用途和加工方法,利用各种助剂之长,配合使用,以生产协同效应。
抗氧剂
目前抗氧剂的研究仍集中在聚烯烃和苯乙烯类树脂方面,分为主抗氧剂和辅助抗氧剂,辅抗氧剂发展快。
BHT(2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚)曾受致癌怀疑.挥发性也较大,在较高的加工温度下树脂易变黄,在与二氧化钛一起使用时发生粉红色变色。FDA官方的语言认为BHT是安全的,由于其价格低,大大低于高分子量受阻酚的代替物的价格,所以其市场消耗维持不变。
国外常用抗氧剂牌号化学名称及用途见表3-1。
表3-1国外抗氧剂主要产品和用途
表3-2不使用抗氧剂的塑料的缺点
聚合物的氧化降解和抗氧化作用
1.聚合物的氧化降解
聚合物的热老化,实质上是一种在能量作用下的热氧老化。因分于结构不同,各种聚合物都有其独特的降解方式,即从聚醚链的水解—直到聚丙烯的热氧化链的断裂,聚烯烃的降解机理涉及到一系列高活性的自由基反应。
在循环的连锁反应过程中的自由基反应:
聚合物的自动氧化过程,主要表现为分子链的断裂反应和交联反应。不同聚合物其链的离解能不同,各种键能见下表。
同是C-C键,由于所处邻近基团的不同其离解能大小也不一样。一般键能大小的顺序为:
高分子链中靠近季或叔碳原子的键相对易断。
聚合物链可与氧反应,发生链断裂而进一步降解。氧化链断裂产生末端酮基和一个烷基。
聚丙烯降解现象:
聚合物链交联使其物理性能下降。在自由基之间发生各种链终止或结合可发生如下的交联反应:
抗氧剂的分类
1.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。
最常用的主抗氧剂是酚类,这类抗氧剂的最大优点是:对塑料颜色影响最小,不污染制品而广泛用于塑料制品,一般无毒或低毒,可用于接触食品。
(1)受阻酚类抗氧剂:酚类抗氧剂带有受阻酚结构。包括烷基单酚,烷基化多酚,硫代双酚等。此外还有多元酚和氨基酚的衍生物等。
烷基化单酚,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: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。
抗氧剂(2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚):烷基化单酚中的烷基是芳基。是一种用途很泛的产品,主要用于天然橡胶和合成橡胶制品,用量为0.5~2%。具有抗热氧老化作用,并防护光和铜害的老化。可作聚乙烯和聚氯乙烯的稳定剂,抑制聚苯乙烯和ABS树脂的变色和强度下降,使用量低于1%。
抗氧剂是双酚结构的抗氧剂,优点是挥发度降低。效果更好。广泛用于热塑性塑料中。
抗氧剂.化学名为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基]季戊四醇酯,是用途最广的一种抗氧剂。它挥发性小,能耐热、耐水及耐溶剂抽出,和大多数聚合物相容性好。不变色、不污染、无臭味,适合于高温制品,是聚烯烃塑料用的最优秀抗氧剂之一,用量一般为0.1一0.5%。主要用于聚氯乙烯、聚甲醛、聚酰胺、聚酯、ABS及丁苯、异戊、顺丁及天然橡胶。
(2)胺类抗氧剂
抗氧化效果优于酚类抗氧剂。
最大缺点:具有变色性和污染性,会使聚合物变色,大都应用于深色或黑色的橡胶和塑料制品中。
工业上常用的胺类抗氧剂有辛基化二苯胺;4.4‘二(α,α二甲基苄基二苯胺);N-苯基-N′-异丙基-对苯二胺;氢化喹啉混合物;N,N′-二(1,4-二甲基戊基)-对苯二胺;N-苯基-N′-(对-甲苯磺酰基)-对苯二胺等。
(3)胺/酚协同作用
上述关于胺类和苯酚类抗氧剂的讨论,着重于一些重要的自由基链终止反应以及这些化合物的应用。当以上二类抗氧剂联合使用时,可观察到协同效应。
其它协同作用体系:
两种链终止剂并用,如邻位不同取代基的受阻酚并用。
一个链终止剂和一种氢过氧化物分解剂并用,如受阻酚与硫代烷类并用具有很好的协同作用,因为硫代烷类在分解氢过氧化物过程中受受阻酚的影响而加速作用,而受阻酚在反应中连续地再生。
主抗氧剂与紫外线吸收剂、金属钝化剂并用。
对抗效应:亦称反协同效应。如对聚乙烯塑料,胺类及阻酚类是有效的主抗氧剂,炭黑也是十分有效的防老剂,但当它们同时添加到聚乙烯中时,稳定性下降。
2.辅助抗氧剂
(1)亚磷酸酯
助抗氧剂的作用是可分解聚合物氧化所产生的过氧化物。我们知道过氧化物可在降解过程中引发新的会诱发分解过程的自由基,因而,阻止过氧化物的这种反应可使聚合物的降解急剧下降,大大增强塑料制品的稳定性。
主要品种有:
三(2,6-二-叔对丁基苯基)亚磷酸酯
三(壬基苯基)亚磷酸酯
(2)硫醚类抗氧剂
硫醚类抗氧剂(常被称为硫酯类抗氧剂)与亚磷酸酯相似,也在聚合物中发挥清除聚合物中存在的过氢化氢的作用。像亚磷酸酯上的磷原子一样,分子上的活性硫原子能被过氧化物迅速氧化,初始的氧化反应中生成的中间产物也是很强的过氧化物破坏者,它们包括亚砜、硫代亚磺酸及二氧化硫等。
(3)金属钝化剂
重金属化合物对聚合物起到助催化作用,促使过氧化物形成自由基,如铜化合物、铁盐对橡胶、聚丙烯、纤维素衍生物,尤其对合有大量丁二烯的聚合物的自动氧化具有催化作用。加速老化现象对电线、电缆工业影响很大。
具有防止重金属离子对聚合物产生氧化作用的物质,通常称为金属离子钝化剂或称金属钝化剂、金属螯合剂,也称铜抑制剂。金属钝化剂已在电线、电缆工业中广泛应用。由于其分子上含有酚基团,还可起到其它抗氧剂的作用。
抗氧剂在塑料中的应用
1.在聚丙烯中的应用
一般情况下,聚丙烯的加工温度为一℃,若不加抗氧剂.在加工温度下就会产生热降解,使其熔体指数增大。工业上常用的抗氧剂体系主要是相对分子质量较高的酚类,如,,等。用量在0.05~0.25%。也常与硬脂酸钙一起使用。
2.在聚乙烯中的应用
高分子量的受阻酚,如抗氧剂CA、、、等。抗氧剂一般用在高密度聚乙烯中。如果加工温度很高,建议选用及磷酸酯类抗氧剂。对于化学交链的聚乙烯可选用硫代双酚及聚合的二氢化喹啉衍生物等。用量0.1~0.25%
常见抗氧剂详解:
抗氧剂
一、化学名称:
三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯
英文化学名称:Teis-(2,4-di-tert-butylphengl)phosphite
分子式:C42H63O3P
二、常规检测
外观:白色结晶粉末
含量:≥98%
挥发份:≤0.3%
透光度:(10克在毫升甲苯溶液中,室温下澄清)nm:97%minnm:97%min
溶解度:丙酮:1%苯:34%氯仿:36%醋酸乙酯4%乙烷:11%(C,W/W)环乙烷:16%
水解时间:≥14小时
熔点范围:.0℃-.0℃
三、特性及用途
本产品为一性能良好的辅助抗氧化剂,广泛应用于聚乙烯,聚丙烯,聚甲醛,ABS树脂,PS树脂,PVC,工程塑料,接著剂,橡胶及石油产品等。于产品之聚合,制成或最终使用阶段均适用于添加。
四、贮存与包装:
抗氧剂无毒、不易燃、不易爆、不腐蚀、贮存稳定性好。用纸板桶内衬塑袋包装,净重25kg/箱,也可根据客户要求设计。
五、复配类
协同效应是指两种或两种以上的助剂复合使用时,其应用效应大于每种助剂单独使用的效应加和,即1+12。利用抗氧剂复合、可大幅度增强抗氧剂的防老化作用。,是与按不同比例复配而成,占据重要的市场地位。
抗氧剂
一、化学名称:
分子式:C73HO12
化学名称:四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯
英文化学名称:Pentaerythritol-tetra-[β-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionate]
分子量:
二、产品质量规格:
外观:白色结晶粉未;
熔点范围:~℃;灰分:≤0.1%;挥发分(℃,2h):≤0.5%;透光率(10g/ml甲苯):nm≥97%;nm≥98%;溶解性试验(10g/ml甲苯)%澄清溶液;纯度≥98%
三、性能与用途
1、性能
本品为白色粉末,无嗅无味。熔点℃-℃,性质稳定。易溶于苯、丙酮和酯等溶剂,不溶于水,微溶于乙醇。本品无污染,耐热和耐水抽出性好、相容性好。与抗氧剂、DLTDP等并用能发挥协同效应,提高抗氧化效果。本品毒性甚微,白鼠半致死量LD50≥00mg(雄性小白鼠口服)。
2、用途
本品是一种高效的受阻酚型抗氧剂,与大多数聚合物具有很好的相容性。有良好的防止光和热引起的变色作用,同时还具有一定的光稳定作用。广泛用于PE、PP、PS、聚酰胺、聚甲醛、ABS树脂、PVC、合成橡胶等高分子材料中。也用来防止油脂和涂料的热氧老化。
四、抗氧剂的最佳添加量
0.05%-0.5%(视不同用途的树脂而定)
五、包装与贮运
纸板桶(箱)内衬塑料袋,每桶(箱)净重25Kg,本品化学性状稳定,无特殊贮存要求,应防潮、隔热。
一种多元受阻酚型抗氧剂,与大多数聚合物具有很好的相容性。有良好的防止光和热引起的变色作用。广泛用于PE、PP、PS、聚酰胺、聚甲醛、ABS树脂、PVC、合成橡胶等高分子材料中;也用来防止油脂和涂料的热氧老化。
抗氧化剂
一、化学名称:
C40H64N2O4
.97
(-74-7)
本品外观呈白色固体粉末,溶于甲醇、氯仿、丙酮等,微溶于乙烷、甲苯,不溶于水。闪点为℃。TGA(20℃/min,空气);1%失重温度为℃,10%失重温度为℃。
二、产品质量规格:
1、外观白色固体粉末
2、含量≥98%(UV)
3、挥发性≤0.3%
4、灰份≤0.1%
5、熔点-℃
6、透光率nm≥97%
nm≥99%
三、特性及用途
本品为优异的抗抽提、低挥发性受阻酚类抗氧化剂,具有良好的热稳定性。主要用于聚酰胺类树脂,如尼龙6、尼龙66等。具有良好的相容性、无初期着色、不污染、耐抽出的特点。对于聚酰胺树脂,其抗氧化性和热稳定性优于通用的抗氧化剂TH-,且安全无毒。本品也可应用于聚烯烃、聚缩醛、聚酯、聚氨酯、橡胶等对热氧化降解敏感的聚合物中。
四、包装与贮运
净重25KG/桶或根据客户需求。
抗氧剂
一、化学名称:
英文:Bis(2.4-di-t-butylphenyl)PentaerythritolDiphosphite
中文:双(2.4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯
分子式:C33H50O4P2
分子量:
CASNO.:-53-7
二、产品质量规格:
理化性质:堆积密度0.43g/mL;粉尘爆炸浓度下限0.12Kg/m3,爆炸性指标0.37;闪点℃;着火点℃;易溶于甲苯、二氯甲烷等有机溶剂,微溶于醇类,不溶于水。
特点:本品与普通亚磷酸酯类抗氧剂相比,含磷量(抗氧化活性官能团)更高,且抗氧化活性高。是一种高效能的亚磷酸酯类抗氧剂,添加SONOX可使聚合物在高温加工条件下得到有效保护,且可使聚合物获得优良的多次加工稳定性能。
性质:
项目
指标
外观
白色粉未或颗粒
熔点
.0~.0℃
80.0℃
≤1.0%
酸值
≤1.0mgKOH/g
2,4-二叔丁基苯酚
≤1.0%
主含量
≥95.0%
三、性能与用途
用途:本品是一种高效能抗氧剂,本品的抗氧化活性优于其它亚磷酸酯,在添加量为普通亚磷酸酯类抗氧剂的一半的条件下可使聚合物获得更佳的加工稳定性。本品一般不单独使用,经常与抗氧剂SONOX等酚类主抗氧剂复合使用。本品与酚类抗氧剂复配后广泛用于PP、PE、PS、PA、PC、ABS等高分子材料。一般用量为0.1%-0.3%。
四、包装与贮运
包装与贮存:纸板桶(箱)内衬铝箔袋,每桶(箱)净重25Kg。本品应注意防潮、防热。有效期6个月。
预览时标签不可点