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抗氧劑復合技術的開發(fā)應用

2023-12-22 1869

復合抗氧劑是由主、輔2種或2種以上抗氧劑復配而成，產生協(xié)同效應而發(fā)揮出優(yōu)越性能。隨著塑料工業(yè)中通用樹脂的高功能化、高附加值化及復合材料和工程塑料應用范圍的拓展，要求抗氧劑具有高效、低毒、相容性好、不析出等性能。復合抗氧劑抗氧化活性高，揮發(fā)性低，特別適用于高溫加工，是優(yōu)良的塑料抗氧劑和水解穩(wěn)定劑，加入少量復合抗氧劑即能有效地制止塑料降解，代表著當今抗氧化技術的最新水平。

針對樹脂類型，利用不同種類抗氧劑適當混配，研究各組分間的協(xié)調作用，是抗氧劑研究開發(fā)的一條捷徑。通過使用復合抗氧劑可達到提高抗氧性能、降低成本的目的。

1、抗氧劑的配伍性

配伍性表現在抗氧劑與基體樹脂的相容性、與基體樹脂中其他添加組分的協(xié)同作用2個方面。

1.1抗氧劑與基體樹脂的相容性

理想的情況是2者間有良好的相容性。在加工應用中相容性不好，將出現抗氧劑的遷移、制品表面噴霜及穩(wěn)定性能的下降。另一方面，抗氧劑在水溶液等溶劑中的溶解度應盡量小，以避免環(huán)境萃取降低抗氧效率、形成環(huán)境污染等。

1.2胺／酚協(xié)同作用

活性的胺自由基可生成過氧化醌類，活性的胺成分會從醌中得到再生。而酚作為還原劑，在形成的氧化還原體系中，可以以醌二聚體的形式存在，也可以進一步反應以有色體存在。反應所生成的化合物可以隨時猝滅其他自由基。

1.3仲芳胺／炭黑對抗作用

當以仲芳胺為抗氧劑加入到含有炭黑添加成分的基體樹脂中時，炭黑的表面對仲芳胺抗氧劑有催化氧化作用，產生所謂對抗作用。

1.4受阻酚與硫醚抗氧劑的配合體系

受阻酚與硫醚抗氧劑是一種應用廣泛的配合體系，尤其是半受阻酚結構抗氧劑的出現，進一步提高了這一抗氧體系的協(xié)同作用。

1.5抗氧劑與光穩(wěn)定劑配合體系

亞磷酸酯抗氧劑與受阻胺類光穩(wěn)定劑（ HALS )有優(yōu)異的協(xié)同穩(wěn)定效果。而硫醚類抗氧劑在穩(wěn)定化過程中可產生酸性組分，會抑制 HALS 光穩(wěn)定性能，此類研究尚未形成理論。

2、國內外對抗氧劑復配技術的研究

2.1國內酚類抗氧劑與亞磷酸酯復配體系

酚類抗氧劑與亞磷酸酯復配體系是目前復合抗氧劑發(fā)展的主流。

2.1.1復合抗氧劑B215的應用研究

抗氧劑B215是一種復合抗氧劑，主要針對聚丙烯加工應用。研究結果表明，復合抗氧劑B215具有優(yōu)質、高效、經濟、方便的特點。該研究還認為，抗氧劑264(2,6一二叔丁基﹣4一甲基苯酚）與抗氧劑1010同屬受阻酚類，用前者代替后者與亞磷酸酯復配后，對提高聚丙烯抗熱氧化性能來說具有相近的功效。由于抗氧劑264比抗氧劑1010價格低50％左右，因此，該種抗氧劑復合體系也會有一定的應用前景。

2.1.2復合助劑B900的應用研究

復合抗氧劑B900是耐抽提、低揮發(fā)性的復合抗氧劑，對聚烯烴有突出的加工穩(wěn)定性，對制品有長效保護作用，通過抗氧劑1076和抗氧劑168的協(xié)同作用，可有效抑制聚合物的熱降解和氧化降解，廣泛應用于聚烯烴（PE/PP/PS）、聚酰胺、聚碳酸酯、ABS樹脂等高分子材料，近年來還廣泛的用作高溫導熱油、淬火油等嚴酷工作條件下的油脂中的抗熱、抗氧添加劑。

2.2國外復配抗氧劑工藝及開發(fā)研究

抗氧劑復合型產品具有開發(fā)周期短、效果好、綜合性能佳、多種助劑充分發(fā)揮協(xié)同作用、方便用戶使用等特點。比較有代表的品種有汽巴公司的

IrganoxB , IrganoxLC . IrganoxLM , Irganox HP . IrganoxXP ，通用公司的 Ultranox 815A,817A,875A,877A等，以及再生塑料專用復合抗氧劑品種 Recy clestab 41和811等。

近年來為防止2,6一二叔丁基對甲酚（ BHT ）成分致癌，國外許多公司如羅氏、 Ciba 精化、 BASF 公司推出了以 VE （一種維生素 E 抗氧劑）為基礎的天然無毒抗氧劑品種，如 VE 與亞磷酸酯、甘油、聚乙二醇、高孔率樹脂載體等組分配合而成的固體無磷復合"綠色"品種等。

2.3復配抗氧劑工業(yè)化應用

復合抗氧劑系列（ YFK-B215, YFK-B 225, YFK-B 900、YFK-B561）是主抗氧劑1010（或 1076）與輔助抗氧劑168配合體系。YFK-B215中1010與168質量比為1:2，特點為白色結晶，無嗅無味，有良好的加工穩(wěn)定和長效穩(wěn)定性；YFK-B 225中1010與168質量比為1:1; YFK-B 900中1076與168質量為比1:4，除具備 PKB -215優(yōu)點外，還具有優(yōu)秀的熱加工穩(wěn)定性，適用于聚乙烯農膜生產；YFK-B561中1010與168質量比為1:1。

結語

受阻酚／亞磷酸酯配合體系產品仍居主導地位。目前受阻酚／亞磷酸酯復合抗氧劑的開發(fā)并不局限于兩類抗氧劑組分的簡單混合，而是通過添加捕獲碳中心自由基的穩(wěn)定組分，以減少酚類抗氧劑的壓力來提高其穩(wěn)定效果的。不僅如此，為滿足特殊應用領域需要，一些非酚類／亞磷酸酯復合抗氧劑產品正在涌現。

以2一甲基﹣6﹣特丁基苯酚為骨架的半受阻酚與硫醚抗氧劑的復合體系顯示了在 NOx 耐色性與協(xié)同穩(wěn)定性方面的優(yōu)勢。

以受阻酚為基礎的亞磷酸酯（雙酚結構季戊四醇雙亞磷酸酯，具有分子內協(xié)同作用）的出現，標志著復合抗氧劑的功能是共混協(xié)同作用與分子內協(xié)同作用并存。

從產品形態(tài)來看，順應衛(wèi)生、安全、方便、高效的發(fā)展潮流，復合型抗氧劑正在經歷由傳統(tǒng)的粉狀形態(tài)向非粉塵的共混物或液體形態(tài)轉變的過程。綠色、經濟的新型復合抗氧劑有待開發(fā)。

*參考文獻：陳愛國、田稼薇現代塑料加工應用 2003年第15卷第4期

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