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抗氧劑

2018-01-21 20:51:08

AH即為氫給予體,這是因?yàn)樗麄儽仨毰c聚合物競(jìng)爭(zhēng)體系中存在的自由基并與其反應(yīng)。只有AH中的氫比RH中的氫活潑,才會(huì)使第一個(gè)反應(yīng)不能進(jìn)行而阻止氧化降解在大分子鏈上的傳遞和增長(zhǎng),從而達(dá)到抗氧化的目的。氫給予體型抗氧劑中最常用、也是最主要的是受阻酚類和芳胺類-塑料件加工。
 
自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的引發(fā)一般都是在光照、受熱和引發(fā)劑的作用下或重金屬離子的催化作用下發(fā)生的。對(duì)于高分子化合物來說,在上述因素的作用下,分子中的某些弱鍵有可能發(fā)生均裂而產(chǎn)生自由基。氧化初期生成的氫過氧化物在一定溫度下吸收能量以后,又以單分子或雙分子過程進(jìn)行分解,生成新的自由基。
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主抗氧劑是通過與聚合物產(chǎn)生的自由基反應(yīng)而達(dá)到抗氧化目的。但不同結(jié)構(gòu)的主抗氧劑與自由基的反應(yīng)機(jī)理不同。自由基捕獲型此類化合物是指那些與自由基反應(yīng)使其不能再引發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的物質(zhì)。氫給予體型-鏈終止型抗氧劑AH與聚合物材料中所產(chǎn)生的自由基反應(yīng),產(chǎn)生較穩(wěn)定的自由基A而達(dá)到抗氧化的目的。
 
引發(fā)是整個(gè)氧老化過程中最難進(jìn)行的一步。速率取決于塑料的化學(xué)結(jié)構(gòu)和外界條件。鏈傳遞是從一個(gè)自由基產(chǎn)生另一個(gè)自由基的過程,是自動(dòng)氧化反應(yīng)的特點(diǎn)。在引發(fā)階段所生成的高分子烷基自由基R能迅速與空氣中的氧結(jié)合生成高分子過氧自由基ROO,過氧自由基又能奪取大分子鏈中的氫而產(chǎn)生新的大分子烷基自由基R和氫過氧化物。氫過氧化物又進(jìn)一步產(chǎn)生新的自由基。該自由基又進(jìn)一步與聚合物分子反應(yīng)而造成了鏈的增長(zhǎng)。
 
在氧化過程中所產(chǎn)生的一些自由基與過氧化物,尤其是烷氧自由基在參與自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的同時(shí)還能進(jìn)行分解、交聯(lián)等各種類型的反應(yīng),分解反應(yīng)最為突出。大分子鏈通過分解,相對(duì)分子質(zhì)量大幅度下降,從而導(dǎo)致了力學(xué)性能的降低;另一方面,在反應(yīng)過程中由于無序的交聯(lián),往往形成無序網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),又使相對(duì)分子質(zhì)量增大,導(dǎo)致聚合物材料變硬、脆化等。
 
聚合物的熱老化實(shí)質(zhì)上是一種在能量作用下的熱氧老化。由于聚合材料在加工、儲(chǔ)存和使用過程中難免要與空氣接觸,所以熱氧老化對(duì)于聚合物材料的重要性是不言而喻的。塑料的自動(dòng)氧化反應(yīng)具有自由基反應(yīng)機(jī)理。這一機(jī)理包括鏈引發(fā)、鏈傳遞和鏈終止三個(gè)過程。由飽和烴或不飽和烴鏈節(jié)組成的塑料都是以這種方式發(fā)生氧化老化反應(yīng)的。
 
要想提高塑料件加工材料的抗氧化能力,必須阻止自動(dòng)氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的進(jìn)行-防止自由基的產(chǎn)生或阻止自由基的傳遞,這就是塑料抗氧劑的基本作用機(jī)理。因此可將抗氧劑分為兩大類。一類是能終止氧化過程中自由基鏈的傳遞和增長(zhǎng)的抗氧劑稱為鏈終止型抗氧劑,此類抗氧劑又稱為主抗氧劑;另一類是能阻止或延緩氧化老化過程中自由基產(chǎn)生的抗氧劑稱為預(yù)防型抗氧劑,又稱為輔助抗氧劑。
 
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