抗氧劑是一類塑料助劑,當在聚合物中添加少量時,即可抑制或延緩聚合物氧化過程的進行,從而防止聚合物的老化并延長其使用壽命,又被稱為“防老劑”。對工程塑料加工來說,塑料助劑抗氧劑可以防止某些聚合物(如abs等)加工過程中的熱氧化降解,使其成型加工能順利進行??寡鮿┑奶砑恿?mdash;般只有0.1-0.5份。
理想抗氧劑應具備的條件
理想抗氧劑應具備以下條件:
?、倥c樹脂的相容性好,不析出;
?、诒旧眍伾詈脼闊o色或淺色,以不污染制品;
?、蹮o毒或低毒;
?、苣统槌鲂院?,不溶于水和油中;
?、輵哂懈叩目寡趸芰?
?、藜庸ば阅芰己?在高聚物的加工溫度下不揮發、不分解;
?、邇r格低廉。
事實上,任何一種抗氧劑都不能完全滿足這些條件,因此,實際使用中常根據工程塑料的用途、種類和加工方法等,利用各種助劑之長,配合使用,以生產協同效應。
隨著工程塑料工業的快速發展,抗氧劑的使用日益廣泛,需求量也不斷增加。目前,聚酰胺,聚甲醛、ABS等工程塑料都大量應用抗氧劑。
抗氧劑的作用機理
根據高分子的熱氧化機理,在熱氧化過程中產生的不穩定自由基和氫過氧化物是引起材料性能劣化的主要因素,抗氧劑的作用機理正是用來終止活性自由基和分解氫過氧化物的.具有抑制自由差連鎖反應作用的自由基抑制劑稱為主抗氧劑,它包含酚類和胺類兩大類別。用于工程塑料的主要是酚類抗氧劑,具有分解氫過氧化構作用的氫過氧化物分解劑稱為輔助抗氧劑,主要包括亞磷酸酯和硫代酯兩大類,通常與主抗氧劑混用。
(1)主抗氧劑的作用機理
酚類、胺類抗氧劑中含有的·NH和·OH能與自動催化氧化反應中形成的自由基作用,最終使自由基消失,使氧化的鏈式反應終止:
RH’+ROO·一ROOH十R’ ·
(R一—樹脂分子鏈主體;R’——抗氧劑結構主體)
R’H斗R·一RH+R’ ·
R’ ·+ROO·一ROOR’
R’ ·十R’ ·一R’R’
(2)輔助抗氧劑的作用機理
亞磷酸酯類抗氧劑能夠將氧化反應過程中形成的氫氧化物分解為不活潑產物,使其失去活性:
(R’O)3P+ROOH→ROH+(R’O)3P=O