为什么抗氧剂是事后诸葛亮

为什么抗氧剂​是事后诸葛亮 有篇文献说,抗氧剂都是弱的还原剂。为什么不是强的还原剂呢?强还原剂不是效果更明显吗? 大家都在知道,受阻酚和受阻胺都是一种弱的还原剂,它们的受阻结构不仅仅是在它们提供...

为什么抗氧剂​是事后诸葛亮

有篇文献说,抗氧剂都是弱的还原剂。为什么不是强的还原剂呢?强还原剂不是效果更明显吗?

大家都在知道,受阻酚和受阻胺都是一种弱的还原剂,它们的受阻结构不仅仅是在它们提供(或叫失去)氢原子后还能不具有氧化性(进攻性),而且也是防止这类抗氧剂或光稳剂不被氧气夺去氢原子。这类受阻结构的稳定化助剂并不主动出击去消耗氧气,而是等到聚合物被氧化成烷基自由基RO·或者烷基过氧化物ROOR’后,才去发挥其抗氧作用。也就是说,这类稳定化助剂其实都是事后诸葛亮!但是,这种不主动抗氧的机制也是有其道理的。试想,在有大量氧气存在的场合,比如在使用过程中,如果抗氧剂是强还原剂,那么有多少抗氧剂也不够氧气消耗。于是,抗氧剂由治“未病”改为治“已病”。其实,抗氧剂本身也是具有再生能力的。这样,我们添加少量的抗氧剂,就可以保护塑料免遭氧化了。

有一种情形是塑料包装瓶中的内容物不能被氧化,如食品和药品。这时,塑料容器中的抗氧就必须是“阻击战”。一方面,要提高瓶子的阻氧能力,另一方面在瓶子的塑料中添加大量抗氧剂和带碳碳双键的有机物以消耗氧气。此时的抗氧是主动抗氧。这样的抗氧剂一般叫做除氧剂(oxygen scavenger),而不叫抗氧剂(antioxidants)。

抗氧剂

高分子材料,无论是天然的还是合成的,在成型、贮存、使用过程中都会因为各种原因发生结构变化,逐步氧化降解失去使用价值。为了延长高分子材料的寿命,抑制或延缓聚合物的氧化降解,最为有效的措施是添加抗氧剂。抗氧剂是聚合物稳定剂的重要分支,广泛应用于橡胶、塑料、化纤高分子材料及是有化工和食品加工中。

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。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”。

抗氧剂的常见品种和选用原则

塑料加工中添加少量抗氧剂,可以阻止或延迟老化的过程,从而延长塑料制品的使用寿命。

选用抗氧剂时,主要应根据塑料材料的种类及型号、加工设备及工艺条件、其它化学添加剂的品种及加入量、制品的使用环境及期限等因素综合确定。

选用原则

相容性

塑料聚合物与抗氧剂的相容性往往较差,通常是在高温下将抗氧剂与聚合物熔体结合,聚合物固化时将抗氧剂分子相容在聚合物分子中间。在配方用量范围内,抗氧剂在加工温度下要熔融。要特别注意,设计配方时,选用固体抗氧剂、光稳定剂的熔点或熔程上限,不应低于塑料聚合物的加工温度。

迁移性

塑料制品,尤其是表面积与体积比(或质量比)数值较小的制品,氧化主要发生在制品的表面,这就需要抗氧剂连续不断地从塑料制品内部迁移到制品表面而发挥作用。

但如果向制品表面的迁移速度过快,迁移量过大,抗氧剂就要挥发到制品表面的环境中,或扩散剂与制品表面接触的其它介质中而损失,这种损失事实上是不可避免的,设计配方时加以考虑。

当抗氧剂品种有选择余地时,应选择分子量相对较大、熔点适当高的品种,并且要以最严酷使用环境为前提确定抗氧剂的使用量。

稳定性

抗氧剂在塑料材料中应保持稳定,在使用环境下及高温加工过程中挥发损失少,不变色或不显色,不分解(除用于加工热稳定作用的抗氧剂外),不与其它添加剂发生不利的化学反应,不腐蚀机械设备,不易被制品表面的其它物质所抽提。

加工性

塑料制品加工时,加入抗氧剂对树脂黏度和螺杆转矩都可能发生改变。抗氧剂与树脂熔融范围如果相差较大,会产生抗氧剂偏流或抑螺杆现象。

抗氧剂的熔点低于加工温度100℃以上时,应先将抗氧剂制成一定的母粒,再与树脂混合加工制品,以避免因偏流造成制品中抗氧剂分布不均及加工产量下降。

环境和卫生性

抗氧剂应无毒或低毒,无粉尘或低粉尘,在塑料制品的加工制造和使用中对人体无有害作用,对动物、植物无危害,对空气、土壤、水系地无污染。对食品包装盒、儿童玩具、一次性输液等间接或直接接触人体的塑料制品,不仅应选用已通过美国食品和药物管理局(FDA)检验并许可,或欧共体委员会法令允许的抗氧剂品种,而且加入量应严格控制在最大允许限度之内。

主要产品

★ 抗氧剂1010

白色流动性粉末,熔点120~125℃,毒性较低,是一种较好的抗氧剂。在PP中应用较多,是一种热稳定性高、非常适合于高温条件下使用的助剂。另外,也可以用于其它大多数树脂。一般加入量不大于0.5%。

★ 抗氧剂1076

白色或微黄结晶粉末,熔点为50~55℃,无毒,不溶于水,可溶于苯、丙酮、乙烷和酯类等溶剂。可作为PE、PP、PS、PVC、PA、ABS和丙烯酸等树脂的抗氧剂。具有抗氧性好、挥发性小、耐洗涤等特性。一般用量不大于0.5%。

★ 抗氧剂168

白色结晶粉末,熔点183~187℃。不着色、不污染、耐挥发性好。是辅助抗氧剂,与主抗氧剂1010或1076复配有很好的协同效应。可用于PE、PP 、PVC、PS、PA、PC、ABS等。

★ 抗氧剂CA

白色结晶粉末,熔点180~188℃,毒性低,溶于丙酮、乙醇、甲苯和乙酸乙酯。适合于PP、PE、PVC、ABS和PA树脂。一般用量不超过0.5%。

★ 抗氧剂164

白色或浅黄色结晶粉末或片状物。熔点在70℃,沸点在260℃左右,无毒。用于多种树脂中,用途广泛。更适合用于食品包装成型用料(PP、PE、PVC、ABS、聚酯和PS)。一般用量为0.01%~0.5%。

★ 抗氧剂DNP

浅灰色粉末,熔点230℃左右,易溶于苯胺和硝基苯中,不溶于水。适合于PE、PP、HIPS和ABS树脂,除具有抗氧效能外,还有较好的热稳定作用和抑制铜等金属的影响。一般用量应不超过2%。

★ 抗氧剂DLTP

白色结晶粉末,熔点在40℃左右,毒性低,不溶于水,能溶于苯、四氯化碳、丙酮。用于PE、PP、ABS和PVC树脂的辅助抗氧剂,可改变制品的耐热性和抗氧性。一般用量为0.05%~1.5%。

★ 抗氧剂TNP

浅黄色粘稠液体,凝固点低于-5℃,沸点大于105℃,无味,无毒,不溶于水,溶于丙酮、乙醇、苯和四氯化碳。适合于PVC、PE、PP、HIPS、ABS、聚酯等树脂,高温中抗氧化性能好。使用量不超过1.5%。

★ 抗氧剂TPP

浅黄色透明液体,凝固点19~24℃,沸点220℃,溶于醇、苯、丙酮。适合于PVC、PS、PP和ABS树脂的辅助抗氧剂。使用量应不超过3%。

★ 抗氧剂MB

淡黄色粉末,熔点大于285℃,溶于乙醇、丙酮、乙酸乙酯,不溶于水和苯。适合于PE、PA和PP树脂的抗氧剂;不污染,不着色,可用于白色或艳色制品。用量不超过0.5%。

★ 抗氧剂264

外观为白色结晶体。熔点69~71℃;密度1.048 g/cm3(20℃);折光率1.4859(75℃)。常温下溶于甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、石油醚、苯;不溶于水、甘油、丙二醇。无臭、无味,具有良好的热稳定性。作通用型酚类抗氧剂。广泛用于高分子材料中。

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