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塑料樹(shù)脂因分子結(jié)構(gòu)不同,或同分子結(jié)構(gòu)因聚合工藝不同、加工工藝不同、使用環(huán)境和條件不同,自身的熱氧化反應(yīng)速度和抗熱氧化反應(yīng)能力有很大不同。抗氧劑是添加于塑料樹(shù)脂中,有效地抑制或降低塑料大分子的熱氧化反應(yīng)速度,延緩塑料樹(shù)脂的熱、氧降解過(guò)程,顯著地提高塑料樹(shù)脂的耐熱性能,延長(zhǎng)塑料制品使用壽命,提高塑料制品使用價(jià)值的塑料助劑。
抗氧劑是塑料中應(yīng)用最廣泛的助劑。應(yīng)用最廣泛的內(nèi)容之一,是指在塑料的聚合合成、造粒、儲(chǔ)存、加工、使用及回收再利用的各個(gè)不同階段,均有抗氧劑的應(yīng)用。應(yīng)用最廣泛的內(nèi)容之二,是指當(dāng)今世界上已出現(xiàn)的各種不同分子結(jié)構(gòu)的塑料材料種類(lèi),如聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯類(lèi)聚合物、工程塑料、特種塑料等材料中,應(yīng)用抗氧劑的塑料材料種類(lèi)最多。
常用的塑料抗氧劑按分子結(jié)構(gòu)和作用機(jī)理一般分為五類(lèi):受阻酚類(lèi)、亞磷酸酯類(lèi)、硫代類(lèi)、復(fù)合類(lèi)以及受阻胺(HALS)類(lèi)。
受阻酚抗氧劑是塑料材料的主抗氧劑,其主要作用是與塑料材料中因氧化產(chǎn)生的氧化自由基R·、ROO·反應(yīng),中斷活性鏈的增長(zhǎng)。受阻酚抗氧劑按分子結(jié)構(gòu)分為單酚、雙酚、多酚、氮雜環(huán)多酚等品種。
亞磷酸酯抗氧劑和含硫抗氧劑同為輔助抗氧劑。輔助抗氧劑的主要作用機(jī)理是把塑料中高活性的氫過(guò)氧化物分解成低活性分子。國(guó)內(nèi)亞磷酸酯抗氧劑生產(chǎn)消費(fèi)量約占國(guó)內(nèi)抗氧劑生產(chǎn)消費(fèi)總量的30%。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的含硫抗氧劑按分子結(jié)構(gòu)可分為硫代酯抗氧劑、硫代雙酚抗氧劑和硫醚型酚三類(lèi)。
不同類(lèi)型主、輔抗氧劑,或同一類(lèi)型不同分子結(jié)構(gòu)的抗氧劑,作用功能和應(yīng)用效果存在差異,
各有所長(zhǎng)又各有所短。復(fù)合抗氧劑由二種或二種以上不同類(lèi)型或同類(lèi)型不同品種的抗氧劑復(fù)配而成,在塑料材料中可取長(zhǎng)補(bǔ)短,顯示出協(xié)同效應(yīng),以最小加入量、最低成本而達(dá)到最佳抗熱氧老化效果。協(xié)同效應(yīng)是指兩種或兩種以上的助劑復(fù)合使用時(shí),其應(yīng)用效應(yīng)大于每種助劑單獨(dú)使用的效應(yīng)加和,即1+1>2。
受阻胺穩(wěn)定劑(HALS)是一類(lèi)具有空間位阻效應(yīng)的有機(jī)胺類(lèi)化合物,具有分解氫過(guò)氧化物、猝滅激發(fā)態(tài)氧、能捕獲自由基、本身循環(huán)再生四種可協(xié)同的穩(wěn)定功能。相對(duì)高分子量受阻胺是高效、長(zhǎng)效抗氧劑,也是高效的光穩(wěn)定劑。受阻胺的絕大部分品種均以2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基為母體。