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抗氧化劑體系
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2018-1-11 11:10:37 |
對于確定的抗氧化劑體系，當(dāng)溫度、紫外光照射強(qiáng)度、濕度等環(huán)境條件變化時，體系的穩(wěn)定性或防老化性能也隨之變化，在一般情況下，抗氧化劑體系的穩(wěn)定性隨著環(huán)境嚴(yán)酷程度的增加而降低。
三個抗氧化劑體系，烘箱溫度140℃與150℃相比較，環(huán)境溫度只變化10℃，三個抗氧化劑體系的熱穩(wěn)定天數(shù)均顯著減少。其中抗氧劑3114+DSTP體系，150℃的熱穩(wěn)定天數(shù)僅為140℃熱穩(wěn)定天數(shù)的三分之一。設(shè)計配方的抗氧化劑體系時，應(yīng)以可能發(fā)生的、最嚴(yán)酷的環(huán)境條件為基點，確定抗氧劑品種和添加量。
在同一環(huán)境條件下，不同抗氧化劑體系的熱氧穩(wěn)定性不同。在125℃條件下，將3114+DSTP體系中的3114更換為1010時，熱穩(wěn)定性變差，熱穩(wěn)定天數(shù)減少了三分之一。因此，如果沒有經(jīng)過系統(tǒng)性的試驗，不具備完整的數(shù)據(jù)，在塑料制品的耐侯性及使用環(huán)境均相對穩(wěn)定時期，不宜隨意更換任何一個抗氧劑品種，不應(yīng)為降低成本等原因而降低抗氧劑的添加量。
配方6、7、8的ΔE值相互比較，并與空白配方的ΔE比較，對于品種、加入量相同的抗氧劑組合體系，使用不同類型或品種的阻燃劑，其體系耐老化性能有很大差異。配方7的ΔE值是配方6的二倍多，阻燃劑BPBPE可削弱抗氧劑的作用。配方8中ΔE值約為空白配方的二倍，阻燃劑DBDPO不僅完全抑制了抗氧劑作用，而且加速了體系的老化。
配方4、5、6與配方1的ΔE值比較，對于阻燃劑BTBPIE：①抗氧劑與光穩(wěn)定劑體系可明顯提高阻燃聚苯乙烯的耐老化性能；②在加入量1%—15%范圍內(nèi)，阻燃劑BTBPIE加入量的增加，沒有削弱體系中抗氧劑的作用；③使用復(fù)合抗氧劑配方5的ΔE值最優(yōu)。
鈦白粉既可做為塑料填充材料，屏蔽紫外光；又可做為白色著色劑。表3中配方9與配方6的ΔE值比較，鈦白粉的加入量減少，由3%減少為0.5%時，相當(dāng)于光屏蔽劑減少，配方9的穩(wěn)定效果變差。配方1、2、3與空白配方的ΔE值相比較，不同型號或規(guī)格的鈦白粉對樹脂的耐侯性能有較大影響。配方3使用了未經(jīng)表面處理的A—100鈦白粉，其ΔE值為13，高于空白配方的ΔE=12，未經(jīng)表面處理的鈦白粉不僅不能屏蔽紫外光，而且對樹脂有催化降解的作用。
亞磷酸三苯酯(抗氧劑、穩(wěn)定劑TPPi)生產(chǎn)工藝
1.三氯氧磷直接法(又稱熱法) 苯酚以吡啶和無水苯為溶劑，在不超過10℃的溫度下，緩緩加入氧氯化磷，然后在回流溫度下，反應(yīng)3～4h。冷卻至室溫后，反應(yīng)物經(jīng)水洗回收吡啶，離心脫水后，再用干燥的硫酸鈉脫水，過濾除去硫酸鈉。最后先常壓蒸餾回收苯，再減壓蒸餾，收集243～245℃(1.47kPa)的餾分，經(jīng)冷卻、結(jié)晶、粉碎即為成品。
2.苯酚熔融后，攪拌下在25℃下滴加三氯化磷，生成亞磷酸三苯酯；然后升溫至70℃通入氯氣，生成二氯代磷酸三苯酯；再于50℃加水水解，生成磷酸三苯酯。最后水解產(chǎn)物用5%純堿水溶液進(jìn)行中和、水洗、蒸發(fā)和減壓蒸餾，收集243～245℃(1.47kPa)的餾分，冷卻、結(jié)晶、粉碎、包裝即為成品。
亞磷酸三苯酯(抗氧劑、穩(wěn)定劑TPPi)主要適用于聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯、abs樹脂、環(huán)氧樹脂、合成橡膠等的抗氧穩(wěn)定劑，用于聚氯乙烯制品中作螯合劑。
高嶺土填充于塑料中，可起到一定程度的轉(zhuǎn)光和保溫作用。表4數(shù)據(jù)顯示，高嶺土與光穩(wěn)定劑共用時，高嶺土強(qiáng)烈地削弱光穩(wěn)定劑的作用，主要原因是高嶺土中存在過渡重金屬元素，可急劇加速塑料材料的老化。
HALS對高分子材料的穩(wěn)定化機(jī)理如下：
①四甲基哌啶的仲胺基被高分子材料光、熱氧老化產(chǎn)生的氫過氧化物等過氧化物所氧化，轉(zhuǎn)變?yōu)榈踝杂苫鵑O?，該氧化反應(yīng)破壞掉能引發(fā)高分子材料降解過程的一些活性物質(zhì)，使其變成相對穩(wěn)定的羥基化合物；
②氧化所產(chǎn)生的氮氧自由基NO捕獲高分子材料所產(chǎn)生的具有破壞性的活性基團(tuán)，例如R? 、RO? 、ROO?等自由基；也使其轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬Ψ€(wěn)定的化合物，例R—R，R—O—R，R—OO—R等；
③在此過程中氮氧自由基NO?得到再生，繼續(xù)和材料中其他自由基反應(yīng)，如此循環(huán)往復(fù)不已，大大延緩了塑料材料的光、熱氧老化速度。另外，HALS還具有猝滅單線態(tài)氧的功能，使其從激發(fā)態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛鶓B(tài)，在光老化的鏈引發(fā)前干預(yù)光氧化反應(yīng)的進(jìn)行。
所以，HALS具有分解氫過氧化物、猝滅激發(fā)態(tài)氧、能捕獲自由基、本身循環(huán)再生，四種可自我協(xié)同的能力。不僅是高效的光穩(wěn)定劑，同時也是高效的抗氧劑。
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固化劑|擴(kuò)鏈劑|交聯(lián)劑
