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熱塑性塑料抗氧劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2018-1-17 11:15:36 |
塑料在加工、貯存和使用期間受到氧和熱的影響而老化，熱塑性塑料抗氧劑可防止這氧化降解過程的發(fā)生。
烯烴總消耗量的大約80%用于聚烯烴，大約15%用于聚苯乙烯，其余用于熱塑性工程塑料。市場趨勢主要由通用塑料消耗量的增長決定。因此，在亞洲和拉丁美洲熱塑性塑料抗氧劑的消耗量比北美洲和歐洲有更快地增長。
熱塑性塑料抗氧劑的消耗量，其中未有顧及用于PVC的熱穩(wěn)定劑和彈性體及橡膠的抗氧化劑。
用于熱塑性塑料中的抗氧劑大約一半是酚類化合物。有機(jī)亞磷酸酯占三分之一，硫代酯類大約占8%。芳胺類對(duì)熱塑性塑料穩(wěn)定性無足輕重，因?yàn)樗鼈冓呌诒憩F(xiàn)出很強(qiáng)的脫色性，還有毒性問題。
抗氧化劑穩(wěn)定性原理。聚合物的氧化降解是由熱、輻射、機(jī)械應(yīng)力（例如剪切）等作用或這些因素組合產(chǎn)生的游離基造成的。這些游離基和氧反應(yīng)形成過氧化物自由基，后者由逐次從相臨的聚合物鏈中奪取氫原子。形成了不穩(wěn)定的氫過氧化物，又進(jìn)一步在其分解時(shí)產(chǎn)生了游離基。這一不斷進(jìn)行的連鎖反應(yīng)導(dǎo)致了聚合物的降解。
抗氧劑是可防止或至少延緩此降解過程的化合物。因此抗氧劑按其化學(xué)機(jī)理分為主抗氧劑和輔抗氧劑。
主抗氧劑具有可以與游離基反應(yīng)的活潑氫原子。它們叫自由基捕獲劑。這一類抗氧劑包括空間位阻的酚和芳胺，以及空間位阻的胺類。
輔助抗氧劑使過氧化物分解，從而防止鏈支化（氫過氧化物分解成為烷基和羥基自由基）。這類抗氧劑最重要的代表是有機(jī)亞磷酸酯或磷酸鹽，和硫代酯類抗氧劑。亞磷酸鹽主要在融化過程中起作用，因此也叫做加工穩(wěn)定劑。硫代酯類抗氧化劑更多的是作為長期熱穩(wěn)定劑。
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，當(dāng)以金屬為主穩(wěn)定劑時(shí)，配合本品可減少金屬氯化物的危害，保持制品的透明度，并抑制顏色變化，也是一種很好的化工中間體，與鹵系阻燃劑并用，可發(fā)揮阻燃劑抗氧作用，并兼具光穩(wěn)定性能，可用作合成醇酸樹酯和聚酯，本品主要為樹酯的原料，也可制取農(nóng)藥中間體亞磷酸三甲酯
兩種機(jī)理也可以結(jié)合在單一化合物中。主抗氧劑和輔抗氧劑的相互結(jié)合代表著許多聚合物穩(wěn)定性的當(dāng)前工藝水平。抗氧劑的使用濃度按重量計(jì)為0.03～0.3%，隨塑料種類的不同而不同，在特殊應(yīng)用條件下甚至超過1%。
抗氧劑趨向于在氮氧化合物影響下脫色。這一現(xiàn)象在文獻(xiàn)中稱為氣體褪色，對(duì)聚丙烯纖維是一個(gè)特殊問題。脫色受各種因素影響而加重，例如酚抗氧劑的存在，酚的類型或鹼性共添加劑的使用。雖然多年來低脫色性的酚類一直用于這個(gè)領(lǐng)域（例如AO-5）但游離酚系列是唯一有效的解決方法。Fiberstab L112（FSL）是為PP纖維專門研制的游離酚系列。它以內(nèi)酯HP-136為基礎(chǔ)，HP-136作為加工穩(wěn)定劑，在紡絲期間提供保護(hù)，具有最佳氣體褪色特性。
Irgastab FS系列（FS-1）是抗氧劑領(lǐng)域的又一項(xiàng)發(fā)明。它們是針對(duì)UV保護(hù)的PP纖維加工期間的穩(wěn)定性而研制的游離酚系列。目前它們正被廣泛應(yīng)用于其他目的領(lǐng)域，例如PP模塑彩色汽車保險(xiǎn)杠的穩(wěn)定劑。在這種情況下加工穩(wěn)定劑是羥胺Irgstab Fs042（AO-10）。除了良好的加工穩(wěn)定性外，用Irgastab FS處理的PP纖維能明顯地保持顏色本色這一特點(diǎn)是值得注意的。由于這一加工穩(wěn)定劑可以和受阻胺穩(wěn)定劑（HAS）混合使用，它主要用于要求UV穩(wěn)定性較高的場合。
與AO-10相關(guān)的化合物，作為PP的抗氧劑。以三烷基胺氧化物形式表示的這一化合物的顯著特點(diǎn)是其加工中的良好穩(wěn)定作用和“氣體褪色”特性，類似于所有游離酚系列。但目前尚無有關(guān)其工業(yè)應(yīng)用效果的詳細(xì)情況。
當(dāng)前的趨勢是繼續(xù)研制抗氧劑的備用混合物以及抗氧劑和其他添加劑的結(jié)合物。對(duì)研制易添加和高無塵產(chǎn)品形式正受特別關(guān)注。除改善工業(yè)衛(wèi)生條件外，直接添加的可能性還提供了最佳的分布，并減少了配方中產(chǎn)生自相矛盾的缺點(diǎn)。這使塑料加工者能夠改進(jìn)質(zhì)量，節(jié)約成本。
塑料與環(huán)境可適性和廢塑料回收利用，受到來自公眾和政府的壓力，這種壓力正持續(xù)增加，這一點(diǎn)也影響到添加劑制造者。然而，人們很少知道塑料的環(huán)境可適性與抗氧劑的影響。一些長期研究已經(jīng)開始，其結(jié)果還未得出。
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