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抗氧化劑(抗氧劑)的化學性質要求是什么

2022-08-05 17:10:07

除了抑制聚合物材料氧化的主要功能外,抗氧化劑還具有一系列輔助但不可或缺的特性。

能否滿足這些性能要求通常是判斷抗氧化劑化合物是否具有實際應用價值的重要條件。然而,抗氧劑的這些輔助性質中哪一個更重要取決于特定條件,如待穩定的聚合物及其Z終應用。

許多塑料或有特殊要求的添加劑(如食品包裝材料)中使用的抗氧化劑的毒性已成為其適用性的關鍵條件。然而,目前各國對毒性的評價和要求不同,各種塑料的毒性評價標準往往僅由添加劑制造商提供。

化學性能要求

污染(變色)

抗氧化劑應為無色,長期使用后應盡量減少基質可能的顏色污染。芳香胺由于污染嚴重,很少用于熱塑性塑料中。然而,當使用受阻酚類抗氧化劑時,也可以觀察到一些顏色污染現象(通常為黃變現象)。

從化學角度來看,這是由抗氧化劑的氧化產物引起的。因此,即使對于一些老化后不易變色的聚合物,如聚烯烴和聚縮醛,添加抗氧化劑后變色現象也很常見。對于聚氨酯、聚碳酸酯和苯乙烯聚合物等塑料產品,在使用可能造成污染的添加劑后,其基體的變色將更加嚴重。

然而,黃變現象是否由基體本身或添加劑引起,取決于實際老化條件,如熱、輻射、堿或工業廢氣,這些都可能導致所謂的“氣體褪色”。在成型過程或老化試驗中,由抗氧化劑引起的顏色污染一般不大,但對于容易變色的基體,其污染可能會因基體本身的內部因素而加劇。

在室外和天氣老化條件下,觀察到的變色效應相對復雜。取代酚和過氧化物自由基的反應產物耐光性低,在強光下通常不會觀察到變色效果(陽光直射或氙燈照射試驗)。

然后,在間接光條件下(如室內透過玻璃的光),幾周或幾個月后會出現一定程度的黃變,但一旦短時間暴露在強光下,上述黃變現象將自行消失??梢钥闯?,這種變色的原因更為復雜。然而,添加一些亞磷酸酯或硫醚可以克服許多類型的變色。

熱穩定性

抗氧化劑應能滿足塑料合成和加工條件的要求。實際抗氧劑在300~320℃具有良好的短期熱穩定性。

水解穩定性

一些工業抗氧化劑屬于有機羧酸酯,這些抗氧化劑中的酯基在某些條件下不易水解。

然而,亞磷酸酯抗氧化劑的水解穩定性差得多。因此,在儲存和使用時,應充分注意這些抗氧化劑水解的可能性。

為了解決亞磷酸酯抗氧劑在工業應用中可能出現的水解問題,可以采取以下三種措施:嘗試使用高純度的芳香族亞磷酸酯防氧劑,因為芳香族亞磷酸酯的水解穩定性優于脂肪族亞磷酸鈉;添加少量堿提高了貯存穩定性;試著混合一定量的防水蠟或其他合適的疏水化合物。


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