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抗氧化剂(抗氧剂)的化学性质要求是什么

2022-08-05


除了抑制聚合物材料氧化的主要功能外,抗氧化剂还具有一系列辅助但不可或缺的特性。

能否满足这些性能要求通常是判断抗氧化剂化合物是否具有实际应用价值的重要条件。然而,抗氧剂的这些辅助性质中哪一个更重要取决于特定条件,如待稳定的聚合物及其最终应用。

许多塑料或有特殊要求的添加剂(如食品包装材料)中使用的抗氧化剂的毒性已成为其适用性的关键条件。然而,目前各国对毒性的评价和要求不同,各种塑料的毒性评价标准往往仅由添加剂制造商提供。

化学性能要求

污染(变色)

抗氧化剂应为无色,长期使用后应尽量减少基质可能的颜色污染。芳香胺由于污染严重,很少用于热塑性塑料中。然而,当使用受阻酚类抗氧化剂时,也可以观察到一些颜色污染现象(通常为黄变现象)。

从化学角度来看,这是由抗氧化剂的氧化产物引起的。因此,即使对于一些老化后不易变色的聚合物,如聚烯烃和聚缩醛,添加抗氧化剂后变色现象也很常见。对于聚氨酯、聚碳酸酯和苯乙烯聚合物等塑料产品,在使用可能造成污染的添加剂后,其基体的变色将更加严重。

然而,黄变现象是否由基体本身或添加剂引起,取决于实际老化条件,如热、辐射、碱或工业废气,这些都可能导致所谓的“气体褪色”。在成型过程或老化试验中,由抗氧化剂引起的颜色污染一般不大,但对于容易变色的基体,其污染可能会因基体本身的内部因素而加剧。

在室外和天气老化条件下,观察到的变色效应相对复杂。取代酚和过氧化物自由基的反应产物耐光性低,在强光下通常不会观察到变色效果(阳光直射或氙灯照射试验)。

然后,在间接光条件下(如室内透过玻璃的光),几周或几个月后会出现一定程度的黄变,但一旦短时间暴露在强光下,上述黄变现象将自行消失。可以看出,这种变色的原因更为复杂。然而,添加一些亚磷酸酯或硫醚可以克服许多类型的变色。

热稳定性

抗氧化剂应能满足塑料合成和加工条件的要求。实际抗氧剂在300~320℃具有良好的短期热稳定性。

水解稳定性

一些工业抗氧化剂属于有机羧酸酯,这些抗氧化剂中的酯基在某些条件下不易水解。

然而,亚磷酸酯抗氧化剂的水解稳定性差得多。因此,在储存和使用时,应充分注意这些抗氧化剂水解的可能性。

为了解决亚磷酸酯抗氧剂在工业应用中可能出现的水解问题,可以采取以下三种措施:尝试使用高纯度的芳香族亚磷酸酯防氧剂,因为芳香族亚磷酸酯的水解稳定性优于脂肪族亚磷酸钠;添加少量碱提高了贮存稳定性;试着混合一定量的防水蜡或其他合适的疏水化合物。