塑料抗氧劑和光穩(wěn)定劑的作用功能

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1、塑料抗氧劑和光穩(wěn)定劑的作用功能及應用技術(shù)李杰手機:13901230869北京加成助劑研究所北京天加科技有限公司1抗氧劑、光穩(wěn)定劑的作用與功能塑料材料因分子結(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、光氧化反應速度和抗熱氧化、光氧化反應能力有很大不同。抗氧劑和光穩(wěn)定劑是添加于塑料材料中，有效地抑制或降低塑料大分子的熱氧化、光氧化反應速度，顯著地提高塑料材料的耐熱、耐光性能，延緩塑料材料的降解、老化過程，延長塑料制品使用壽命的塑料助劑。1.1抗氧劑、光穩(wěn)定劑

2、的作用功能與分類1.1.1抗氧劑抗氧劑是塑料中應用最廣泛的助劑。應用最廣泛的內(nèi)容之一，是指在塑料的聚合合成、造粒、儲存、加工、使用各個不同階段，均有抗氧劑的應用。應用最廣泛的內(nèi)容之二，是指當今世界上已出現(xiàn)的各種不同分子結(jié)構(gòu)的塑料材料種類，如聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯類聚合物、工程塑料、改性塑料等材料中，應用抗氧劑的塑料材料種類最多。常用的塑料抗氧劑按分子結(jié)構(gòu)和作用機理一般分為四類：受阻酚類、亞磷酸酯類、硫代類及復合類。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

3、R·、ROO·反應，中斷活性鏈的增長。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。多酚抗氧劑1010和1076是當今國外、國內(nèi)塑料抗氧劑的主導產(chǎn)品，1010則以分子量高、與塑料材料相容性好、抗氧化效果優(yōu)異、消費量最大而成為塑料抗氧劑中最優(yōu)秀的產(chǎn)品。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理是通過自身分子中的磷或硫原子化合價的變化，把塑料中高活性的氫過氧化物分解成低活性分子。國內(nèi)亞磷酸酯抗氧劑生產(chǎn)消費量約占國內(nèi)抗氧劑生產(chǎn)消費總量的30％。國內(nèi)生產(chǎn)的含硫抗氧

4、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。協(xié)同效應協(xié)同效應是指兩種或兩種以上的助劑復合使用時，其應用效應大于每種助劑單獨使用的效應加和，即1+1＞2。利用抗氧劑復合、光穩(wěn)定劑復合、抗氧劑與光穩(wěn)定劑復合的協(xié)同效應，可大幅度增強抗氧劑、光穩(wěn)定劑的防老化作用。復合抗氧劑不同類型主、輔抗氧劑，或同一類型不同分子結(jié)構(gòu)的抗氧劑，作用功能和應用效果存在差異，各有所長又各有所短。復合抗氧劑由二種或二種以上不同類型或同類型不同品種的抗氧劑復配而成，在塑料材料中可取長補短，顯示出協(xié)同效應，以最小

5、加入量、最低成本而達到最佳抗熱氧老化效果。1.1.2光穩(wěn)定劑光穩(wěn)定劑主要作用為：屏蔽光線、吸收并轉(zhuǎn)移光能量、猝滅或捕獲自由基。光穩(wěn)定劑一般按作用機理分為光屏蔽劑、紫外線吸收劑、猝滅劑和受阻胺光穩(wěn)定劑四類。由我國自行研制分子結(jié)構(gòu)和合成工藝，并批量生產(chǎn)、應用的受阻胺產(chǎn)品光穩(wěn)定劑PDS，苯乙烯—甲基丙烯酸（2，2，6，6—四甲基哌啶基）酯共聚物。光穩(wěn)定劑GW—544，亞磷酸三（2，2，6，6—甲基—4—哌啶氮氧自由基）酯。光穩(wěn)定劑GW—540，亞磷酸三（1，2，2，6，6—五甲基哌啶基）酯。受阻胺光

6、穩(wěn)定劑（HALS）是一類具有空間位阻效應的有機胺類化合物，因其具有分解氫過氧化物、猝滅基發(fā)態(tài)氧、捕獲自由基、且有效基團可循環(huán)再生功能，是國內(nèi)外用量最大的一類光穩(wěn)定劑。國內(nèi)受阻胺光穩(wěn)定劑的消費量占國內(nèi)光穩(wěn)定劑消費總量的65％左右。紫外線吸收型光穩(wěn)定劑紫外線吸收型光穩(wěn)定劑通稱為紫外線吸收劑，這類光穩(wěn)定劑是利用自身分子結(jié)構(gòu)，將光能轉(zhuǎn)換成熱能，避免塑料材料發(fā)生光氧化反應而起到光穩(wěn)定作用。紫外線吸收劑根據(jù)分子結(jié)構(gòu)不同分為二苯甲酮類和苯并三唑類等。國內(nèi)二苯甲酮類光穩(wěn)定劑和苯并三唑類光穩(wěn)定劑消費量分別占國內(nèi)光

7、穩(wěn)定劑消費總量的25％和10％左右。猝滅劑猝滅劑與紫外線吸收劑都是通過轉(zhuǎn)移光能而達到光穩(wěn)定目的。紫外線吸收劑是自身分子直接吸收光能時轉(zhuǎn)移能量，猝滅劑是與塑料材料中因光照而產(chǎn)生的高能量、高化學反應活性的激發(fā)態(tài)官能團發(fā)生作用，轉(zhuǎn)移激發(fā)態(tài)官能團的能量。正是因為猝滅劑與紫外線吸收劑轉(zhuǎn)移能量的機理完全不同，猝滅劑被列為光穩(wěn)定劑四大系列之一。1.1.4抗氧劑、光穩(wěn)定劑作用功能的評價方法配方設(shè)計如下：a.空白樹脂；b.樹脂+抗氧劑；c.樹脂+光穩(wěn)定劑；d.樹脂+抗氧劑+光穩(wěn)定劑；評價塑料材料或制品中抗氧劑的作

8、用功能，選用a、b組合進行試驗；評價塑料材料或制品中光穩(wěn)定劑的作用功能，選用a、c組合進行試驗；評價塑料材料或制品中抗氧劑、光穩(wěn)定劑的綜合作用功能，選用a、d組合進行試驗。常用試驗方法主要有五種(1).氧化誘導期實驗(2).多次擠出試驗(3).烘箱熱老化試驗(4).人工加速老化試驗(5).自然氣候試驗(1).氧化誘導期實驗對一般塑料材料，一般用布拉班德塑化儀在氮保護下，混料10min，然后將其模壓成0.01mm薄膜試樣，直接在0.1Mpa、150℃測其氧吸收速度。(2).多次擠出試驗在擠出機中對