مکانیسم ترکیبی و طراحی فرمولاسیون آنتی اکسیدان های اصلی و کمکی در برابر پیری اکسیژن حرارتی

مکانیسم ترکیبی و طراحی فرمولاسیون آنتی اکسیدان های اصلی و کمکی در برابر پیری اکسیژن حرارتی

پیری اکسیژن ضد حرارتی پلیمر عمدتاً با افزودن آنتی اکسیدان ها حاصل می شود ، که می تواند به دو نوع آنتی اکسیدان های اولیه و آنتی اکسیدان های کمکی با توجه به مکانیسم عمل آنها تقسیم شود و این دو در ترکیب استفاده می شوند ، که دارای اثر هم افزایی است و نمایشگر آنتی بادی بهتر است.

• مکانیسم عملکرد آنتی اکسیدان های اولیه

آنتی اکسیدان اصلی می تواند با رادیکال های آزاد R · و Roo · واکنش نشان دهد ، رادیکال های آزاد فعال را ضبط و از بین ببرد ، آنها را به هیدروپراکسیدها تبدیل کند ، رشد زنجیره فعال را قطع کند ، رادیکال های آزاد تولید شده توسط رزین را در دمای بالا ، گرما و نور از بین ببرد و به هدف محافظت از پلیمر برسد. حالت خاص عمل به شرح زیر است:

اهدا کنندگان هیدروژن ، آرلامین های ثانویه و آنتی اکسیدان های فنولیک مانع حاوی گروه های -OH ، = NH هستند که می توانند اتم های هیدروژن را برای رادیکال های آزاد فراهم کنند ، به طوری که رادیکال های فعال رادیکال های پایدار یا هیدروپراکسیدها تولید می کنند.

تله های رادیکال آزاد ، آنتی اکسیدان های بنزوکینون با رادیکال های آزاد واکنش نشان می دهند تا رادیکال های آزاد پایدار تشکیل دهند.

اهدا کننده الکترونی ، آنتی اکسیدان های آمین سوم ، الکترون هایی را برای رادیکال های واکنشی فراهم می کند و آنها را به یون های منفی کم فعالیت می کند و واکنش های اکسیداسیون خودکار را خاتمه می دهد.

آنتی اکسیدان های اولیه به تنهایی قابل استفاده هستند ، اما با آنتی اکسیدان های ثانویه بهتر کار می کنند.

• مکانیسم عمل آنتی اکسیدان های کمکی

آنتی اکسیدان های کمکی می توانند هیدروپروکسیدهای تولید شده توسط آنتی اکسیدان اولیه را که هنوز هم برخی از فعالیت ها دارند ، تجزیه کنند ، به طوری که آنها دوباره واکنش اکسیداسیون خودکار را آغاز نکنند.

علاوه بر این ، آنتی اکسیدان های کمکی می توانند در طی فرآیند شروع ، تشکیل رادیکال های آزاد را مهار و به تأخیر بیندازند و یونهای فلزی باقی مانده در پلیمر را منتقل کنند. آنتی اکسیدان های کمکی مانند استرهای فسفیت و سولفیدهای آلی عوامل تجزیه کننده هیدروپراکسید هستند.

• انتخاب آنتی اکسیدان ها

انواع زیادی آنتی اکسیدان ها وجود دارد و در هنگام انتخاب باید به نکات زیر توجه شود.

(1) سازگاری ، سازگاری به عملکرد همجوشی آنتی اکسیدان ها و رزین ها در محدوده دوز اشاره دارد و سازگاری فنل های مانع شده و استرهای فسفیت با PE خوب است.

(2) عملکرد پردازش ، پس از افزودن آنتی اکسیدان ها به رزین ، ویسکوزیته مذاب و گشتاور پیچ ممکن است تغییر کند ، مانند نقطه ذوب آنتی اکسیدان و رزین بسیار متفاوت است ، اما ممکن است پدیده پیچ و انحراف نیز تولید کند ، اما به همین دلیل به طور کلی انواع آنتی اکسیدانی را با نقاط ذوب پایین تر از 100 درجه درجه سانتیگراد انتخاب نمی کند.

(3) آلاینده و بهداشتی ، آنتی اکسیدان های آمین یک کلاس عالی از آنتی اکسیدان های اولیه با راندمان آنتی اکسیدان بالا هستند. با این حال ، این رنگ در طول پردازش و آلودگی محصول تغییر می کند و سمیت بزرگ است ، بنابراین به طور کلی در محصولات پلیمری که نیاز به بهداشت دارند استفاده نمی شود.

(4) پایداری ، آنتی اکسیدان های آمین رنگ را تحت عمل نور و اکسیژن تغییر می دهند ، BHT آنتی اکسیدان در طی پردازش به راحتی تجزیه می شود ، استرهای فسفیت به راحتی هیدرولیز می شوند ، آمین های مانع در مواد اسیدی گرم می شوند و واکنش دهیدروژن زدایی رخ می دهد. تمام موارد فوق بر اثر آنتی اکسیدانی تأثیر می گذارد.

(5) مقاومت به استخراج و نوسانات ، مقاومت به استخراج به سهولت حل آنتی اکسیدان در محصول در تماس با مایع اشاره دارد ، هرچه جرم مولکولی نسبی آنتی اکسیدان بیشتر باشد ، استخراج آن دشوارتر است. فرار به این پدیده اشاره دارد که محصولات پلیمری حاوی آنتی اکسیدان ها هنگام گرم شدن از محصولات فرار می کنند و هرچه نقطه ذوب بالاتر باشد و وزن مولکولی نسبی نیز بیشتر باشد ، نوسانات آنتی اکسیدان ها اندک است.

• انتخاب آنتی اکسیدان های اولیه

آنتی اکسیدان اولیه فنلی مانع بیشتر در پلیمرها استفاده می شود زیرا این محصول را آلوده نمی کند ، نزدیک به سمیت سفید ، غیر سمی یا کم است. مقدار اضافی 0.45 ~ 0.45 ٪ مانع آمین آنتی اکسیدان اصلی آنتی اکسیدان خوبی دارد ، اما رنگ و محصولات پلیمری سمی آن آسان است و در پلیمرها کمتر مورد استفاده قرار می گیرد. بعضی اوقات فقط در محصولات پلیمری تاریک قابل استفاده است. افزودن هم افزایی از گونه های مختلف آنتی اکسیدان های اولیه اثر بهتری نسبت به علاوه بر تک ، مانند فنل مانع شده/فنل مانع شده یا ترکیبی از آمین/مانع فنل دارد.

• انتخاب آنتی اکسیدان های کمکی

فسفیت با آنتی اکسیدان اصلی اثر هم افزایی خوبی دارد و دارای درجه مشخصی از آنتی اکسیدان ، مقاومت در برابر گرما ، مقاومت در برابر آب و هوا و رنگ خوب است ، یک آنتی اکسیدان کمکی است که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد ، ضرر مقاومت در برابر آب ضعیف است ، اما می تواند نوع تازه توسعه یافته در برابر آب را انتخاب کند. استفاده از آنتی اکسیدان های کمکی ترکیبی حاوی گوگرد به اندازه فسفیت ها گسترده نیست و در هنگام ترکیب با برخی از مواد افزودنی ، آلودگی گوگرد را آسان می کند و با تثبیت کننده های سبک HALS ضد اثر دارد.

• اثر هم افزایی آنتی اکسیدان های اولیه و کمکی

آنتی اکسیدان های کمکی باید در هم افزایی با آنتی اکسیدان اولیه به اثر آنتی اکسیدانی اضافه شوند و می توانند میزان آنتی اکسیدان اولیه اضافه شده را کاهش دهند و علاوه بر این به تنهایی هیچ اثر آنتی اکسیدانی ندارد. انواع کامپوزیت آنتی اکسیدان ها مانع فنل/تیوتر ، فسفیت/فنل و غیره می شوند. آنتی اکسیدان اصلی فنولیک 1010 ، 1076 ، 264 و غیره است و آنتی اکسیدان ثانویه فسفیت 168 است.