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抗氧劑復(fù)合技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用

2023-12-22 1908

復(fù)合抗氧劑是由主、輔2種或2種以上抗氧劑復(fù)配而成，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)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(fù)合材料和工程塑料應(yīng)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(fù)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(fù)合抗氧劑即能有效地制止塑料降解，代表著當(dāng)今抗氧化技術(shù)的最新水平。

針對樹脂類型，利用不同種類抗氧劑適當(dāng)混配，研究各組分間的協(xié)調(diào)作用，是抗氧劑研究開發(fā)的一條捷徑。通過使用復(fù)合抗氧劑可達(dá)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(xiàn)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(gè)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(yīng)用中相容性不好，將出現(xiàn)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(yīng)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(huì)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(jìn)一步反應(yīng)以有色體存在。反應(yīng)所生成的化合物可以隨時(shí)猝滅其他自由基。

1.3仲芳胺／炭黑對抗作用

當(dāng)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(shí)，炭黑的表面對仲芳胺抗氧劑有催化氧化作用，產(chǎn)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(yīng)用廣泛的配合體系，尤其是半受阻酚結(jié)構(gòu)抗氧劑的出現(xiàn)，進(jìn)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(chǎn)生酸性組分，會(huì)抑制 HALS 光穩(wěn)定性能，此類研究尚未形成理論。

2、國內(nèi)外對抗氧劑復(fù)配技術(shù)的研究

2.1國內(nèi)酚類抗氧劑與亞磷酸酯復(fù)配體系

酚類抗氧劑與亞磷酸酯復(fù)配體系是目前復(fù)合抗氧劑發(fā)展的主流。

2.1.1復(fù)合抗氧劑B215的應(yīng)用研究

抗氧劑B215是一種復(fù)合抗氧劑，主要針對聚丙烯加工應(yīng)用。研究結(jié)果表明，復(fù)合抗氧劑B215具有優(yōu)質(zhì)、高效、經(jīng)濟(jì)、方便的特點(diǎn)。該研究還認(rèn)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(fù)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(jià)格低50％左右，因此，該種抗氧劑復(fù)合體系也會(huì)有一定的應(yīng)用前景。

2.1.2復(fù)合助劑B900的應(yīng)用研究

復(fù)合抗氧劑B900是耐抽提、低揮發(fā)性的復(fù)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(hù)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(yīng)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(dǎo)熱油、淬火油等嚴(yán)酷工作條件下的油脂中的抗熱、抗氧添加劑。

2.2國外復(fù)配抗氧劑工藝及開發(fā)研究

抗氧劑復(fù)合型產(chǎn)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(diǎn)。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(fù)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(chǔ)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(fù)合"綠色"品種等。

2.3復(fù)配抗氧劑工業(yè)化應(yīng)用

復(fù)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(zhì)量比為1:2，特點(diǎn)為白色結(jié)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(zhì)量比為1:1; YFK-B 900中1076與168質(zhì)量為比1:4，除具備 PKB -215優(yōu)點(diǎn)外，還具有優(yōu)秀的熱加工穩(wěn)定性，適用于聚乙烯農(nóng)膜生產(chǎn)；YFK-B561中1010與168質(zhì)量比為1:1。

結(jié)語

受阻酚／亞磷酸酯配合體系產(chǎn)品仍居主導(dǎo)地位。目前受阻酚／亞磷酸酯復(fù)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(yīng)用領(lǐng)域需要，一些非酚類／亞磷酸酯復(fù)合抗氧劑產(chǎn)品正在涌現(xiàn)。

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(fù)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(chǔ)的亞磷酸酯（雙酚結(jié)構(gòu)季戊四醇雙亞磷酸酯，具有分子內(nèi)協(xié)同作用）的出現(xiàn)，標(biāo)志著復(fù)合抗氧劑的功能是共混協(xié)同作用與分子內(nèi)協(xié)同作用并存。

從產(chǎn)品形態(tài)來看，順應(yīng)衛(wèi)生、安全、方便、高效的發(fā)展潮流，復(fù)合型抗氧劑正在經(jīng)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(zhuǎn)變的過程。綠色、經(jīng)濟(jì)的新型復(fù)合抗氧劑有待開發(fā)。

*參考文獻(xiàn)：陳愛國、田稼薇現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用 2003年第15卷第4期

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