抗氧化剂说明

抗氧化劑

(一)產品特性

塑膠在製造、加工或使用過程中，常因熱、光、氧、金屬離子及機械剪力等的作用產生自由基，導致塑膠氧化裂解，在外觀上會造成光澤度降低、變色、龜裂、剝離等，物性上則耐衝擊強度、抗折強度、伸張強度等皆會減少，像聚烯烴或苯乙烯系樹脂(ABS、PS)，便常因自由基的產生而發生自催化性氧化連鎖反應，故必須添加抗氧化劑以抑制該類反應。

通常與抗氧化劑併用的添加劑尚有紫外線吸收劑、光安定劑(HALS)等，由於這些添加劑都可防止光源所帶來的劣化與耐候性等，因此有時這些產品也稱為廣義的抗氧化劑。而狹義的抗氧化劑則主要使用於PE、PP、PS、ABS、Polyacetal及合成橡膠等，而PC雖添加量較少，但仍是有使用到抗氧化劑。抗氧化劑的分類相當多，從機能面來看可分類如下：

一、防止自由基的連鎖反應(一次抗氧化劑)：Phenols

二、過氧化物分解劑(二次抗氧化劑)：硫磺系、磷系

三、防止金屬氧化劑(防止連鎖反應劑)：Hydrazine

四、紫外線吸收劑及光安定劑(防止連鎖反應劑)

五、相乘效果劑(與抗氧化劑合用時會有加乘效果)

抗氧化劑大致可分為酚、硫、磷三種系列，其中酚系抗氧化劑為初級抗氧化劑，其主要作用為去除氧化過程中的過氧化自由基以終止連鎖反應；硫、磷系抗氧化劑主要作用機構為分解氧化過程中的氫過氧化物，由於硫、磷系抗氧化劑單獨使用效果不大，常需與酚系抗氧化劑併用來發揮相乘效果，所以屬於次級抗氧化劑。

初級或次級抗氧化劑若能與其他安定劑併用，如紫外線吸收劑、金屬螫合劑和抑制PVC(Polyvinyl Chloride)去氯化氫反應之熱安定劑，將更能有效地賦予塑膠抗氧化功能。塑膠常用的抗氧化劑有受阻酚(Hindered Phenols)、胺類(Amines)、亞磷酸酯類(Organophosphites)及硫酯類(Thioesters)，其中以受阻酚的使用最為普遍。

1.受阻酚

受阻酚為最主要的初級抗氧化劑，如市面上普遍使用的Hydroxy Phenyl Propionate

類抗氧化劑，即Irganox 1010、Irganox 1076等；而另一支酚系抗氧化劑BHT (ButylatedHydroxy Toluene)雖價格低廉且通過FDA (Food and Drug Administration)認可，能應用在食品方面，但因揮發性高且與HALS (Hindered Amine Light Stabilizer)光安定劑併用時易著色，所以常使用於不需長效安定性要求的塑膠應用上；除了BHT外，其他具低揮發性、不著色性的受阻酚，如含有Thiobisphenols和分子量較高的聚酚類亦常被使用。

2.有機亞磷酸酯

有機亞磷酸酯為次級抗氧化劑，常作為熱安定劑的共安定劑(Costabilizer)，亞磷酸酯雖可使高分子在加工過程中具色澤與熔融安定性，但在不適當的儲存條件下易有水解傾向。液狀的TNPP(Tris (nonylphenyl) phosphite)為目前最常使用的有機亞磷酸酯，其它尚有各種高分子型的亞磷酸酯，如DPDP(Diphenyl Isodecyl Phosphite)、ODPP(Isooctyl DiphenylPhosphite)和TPP(Triphenyl Phosphite)等亦常被使用。

3.硫酯

硫酯類次級抗氧化劑如Distearyl 3,3'-thiodipropionate，與酚系抗氧化劑併用時，可大幅提升塑膠耐熱性，但與受阻胺型光安定劑併用時會有拮抗作用而降低耐熱性，且若過度氧化易造成塑膠的霧化。