聚合物的的抗熱氧老化主要通過添加抗氧劑來實現，抗氧劑根據其作用機理可分主抗氧劑和輔助抗氧劑兩種，兩種復配使用，具有協同作用，起到更好的抗熱氧老化效果。

 

      一、作用機理

 

      1、主抗氧劑的作用機理

 

      主抗氧劑能夠與自由基 R·、ROO· 反應，捕獲和清除活性自由基，使其轉化為氫過氧化物，中斷活性鏈的增長，消除樹脂在高溫、熱、光條件下產生的自由基，達到保護聚合物的目的。具體作用方式如下：

 

      氫的給予體，仲芳胺類和受阻酚類抗氧劑含有 -OH、=NH 基團，可向自由基提供氫原子，使活性自由基生成穩定自由基或氫過氧化物。

 

      自由基捕獲劑，苯醌類抗氧劑可與自由基反應，生成穩定的自由基。

 

      電子給予體，叔胺類抗氧劑可向活性自由基提供電子，使其成為低活性負離子，終止自動氧化反應。

 

      主抗氧劑可單獨使用，但與輔助抗氧劑一起使用效果更好。

 

      2、輔助抗氧劑的作用機理

 

      輔助抗氧劑可將主抗氧劑生成的仍具有一定活性的氫過氧化物分解，使其不再重新引發自動氧化反應。

 

      另外，輔助抗氧劑能夠抑制、延緩引發過程中自由基的生成，鈍化殘存于聚合物中的金屬離子。亞磷酸酯類和有機硫化物等輔助抗氧劑都屬于氫過氧化物分解劑。

 

 

 

      二、配方設計

 

      1、抗氧劑的選用

 

      抗氧劑的品種繁多，在選擇時應注意如下幾點。

 

      A、相容性，相容性是指在用量范圍內抗氧劑與樹脂的融合性能，常用的受阻酚類和亞磷酸酯類與 PE 的相容性都好。

 

      B、加工性能，樹脂中加入抗氧劑后， 熔融黏度和螺桿的扭矩都可能發生變化，如抗氧劑的熔點與樹脂相差懸殊，還可能產生抱螺桿和偏流現象，為此一般不選用熔點低于 100 ℃ 的抗氧劑品種。

 

      C、污染性和衛生性，胺類抗氧劑為一類優秀的主抗氧劑，抗氧效率高。但在加工過程中會變色污染制品，且毒性較大，因此在要求衛生性的聚合物制品中一般不采用。

 

      D、穩定性，胺類抗氧劑在光和氧的作用下會變色，抗氧劑 BHT 加工時易揮發分解，亞磷酸酯類易水解，受阻胺類在酸性物質中加熱，會發生脫氫反應。以上這此都會影響抗氧化效果的發揮。

 

      E、耐抽提性和揮發性，耐抽提性是指在制品中的抗氧劑溶解在與之接觸液體中的難易程度，抗氧劑的相對分子質量越大，就越難以抽提。揮發性是指含有抗氧劑的聚合物制品在受熱時，逸出制品的現象，熔點越高、相對分子質量越大的抗氧劑的揮發性就小。

 

      2、主抗氧劑的選用

 

      受阻酚類主抗氧劑因不污染制品，接近白色，無毒或低毒，在聚合物中最常用。加入量為 0.4 - 0.45 % 受阻胺類主抗氧劑的抗氧性很好，但易使聚合物制品著色并有毒性，在聚合物中應用較少。有時選用，也只能用于深色聚合物制品中。不同品種主抗氧劑協同加入比單一加入效果好，如受阻酚/受阻酚或者受阻胺/受阻酚類復合使用。

 

      3、輔助抗氧劑的選用

 

      亞磷酸酯類與主抗氧劑協同效果好，并具有一定的抗氧性，耐熱、耐候及色澤均好，是常用的輔助抗氧劑，缺點為耐水性差，但可選新開發的耐水型。含硫化合物類輔助抗氧劑的應用不及亞磷酸酯類廣，它與有些助劑搭配易產生硫污染，與 HALS 類光穩定劑有對抗作用。

 

      4、主、輔抗氧劑的協同作用

 

      輔助抗氧劑必須與主抗氧劑協同加入才具有抗氧作用，并可降低主抗氧劑的加入量，而其單獨加入無抗氧效果。抗氧劑的復合類型為受阻酚/硫醚、亞磷酸酯/受阻酚等。復合抗氧劑品種為主/副抗氧劑之間的復合，主抗氧劑為酚類 1010、1076、264 等，副抗氧劑為亞磷酸酯 168。

 

轉自——鏈塑網公眾號

 

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