塑料抗氧化助剂复合应用

塑料抗氧化助剂复合应用

发表时间：2017-08-25T14:04:40.653Z 来源：《探索科学》2017年2期作者：莫艺雄

[导读] 抗氧剂是抑制或延缓高聚物受大气中氧或臭氧作用而降解的添加剂，是塑料中应用最广泛的助剂。

广州合成材料研究院有限公司 510665

摘要：添加抗氧剂是高聚物稳定化处理最简单通用的方法，抗氧剂是抑制或延缓高聚物受大气中氧或臭氧作用而降解的添加剂，是塑料中应用最广泛的助剂。论述了塑料抗氧剂的种类、生产现状。

关键词：塑料抗氧剂种类

众所周知，聚合物树脂及其制品在合成、加工和应用中不可避免地受热、光、氧、重金属离子和机械剪切等作用而降解，导致制品老化和物理机械性能的下降，甚至丧失商品价值和实用价值。究其原因，自动氧化反应是造成树脂老化降解的基本因素，抑制和延缓聚合物的自动氧化过程是提高制品稳定性能的根本措施。抗氧剂正是为此而设计的稳定剂类型。

1抗氧剂的分类

常用的塑料抗氧剂以其作用方式可分为主抗氧剂和辅助抗氧剂；按分子结构和作用机理一般分为4类：受阻酚类、亚磷酸酯类、硫代类及复合类。

1.1受阻酚类抗氧剂

受阻酚抗氧剂是塑料材料的主抗氧剂，按分子结构分为单酚、双酚、多酚、氮杂环多酚等品种。

单酚和双酚抗氧剂，如BHT、2246、双酚A等产品，因分子量较低，挥发性和迁移性较大，易使塑料制品着色，近年来在塑料中的消费量大幅度降低。

多酚抗氧剂1010和1076是目前国内外塑料抗氧剂的主导产品，1010则以分子量高、与塑料材料相容性好、抗氧化效果优异、消费量最大而成为塑料抗氧剂中最优秀的产品。

国内氮杂环多酚抗氧剂主要品种为3114，是国内生产熔点最高的抗氧剂产品之一。因3114分子中含有三嗪结构，使得3114产品还具有一定的光稳定作用。

1.2亚磷酸酯抗氧剂

亚磷酸酯抗氧剂和含硫抗氧剂同为辅助抗氧剂，可分解过氧化物与其他抗氧剂有很好的协同效应，同时赋予塑料热稳定性和光稳定性。

亚磷酸酯抗氧剂主要为抗氧剂168、抗氧剂626和抗氧剂618。168是国内生产、消费量仅次于1010的抗氧剂品种，国内生产1010和1076的厂家大多数也生产168。626和618主要用于300℃左右高温加工的塑料材料或制品，作用是有效提高塑料材料的抗高温热氧化能力，同时保持塑料制品的良好外观。

1.3含硫抗氧剂

国内生产的含硫抗氧剂按分子结构可分为硫代酯抗氧剂、硫代双酚抗氧剂和硫醚型酚类抗氧剂3个品种。国产硫代酯抗氧剂有4个产品：DLTDP、DSTDP、DMTDP、DTDTP。硫代双酚抗氧剂分子中含受阻酚结构，在塑料材料中表现出抗氧性能高、耐热性能好的特点，通常将硫代双酚抗氧剂划分到受阻酚主抗氧剂类型之中。国产硫代双酚抗氧剂主要产品为抗氧剂300，因结构优异，具有主辅抗氧剂双重作用，且与炭黑配合使用有很好的协同效果，因此，在塑料、橡胶、石油制品中获得广泛的应用。尤其对聚乙烯电线电缆料（如通讯电缆护套料、绝缘料，化学交联聚乙烯绝缘料，半导电屏蔽料，硅烷交联聚乙烯电缆料等）更具独特的效果。

1.4复合抗氧剂

不同类型主、辅抗氧剂或同一类型不同分子结构的抗氧剂，功能和应用效果存在差异，各有所长。复合抗氧剂由2种（或2种以上）不同类型或同类型不同品种的抗氧剂复配而成，在塑料材料中可取长补短，以最小加入量、最低成本而达到最佳抗热氧老化效果。

国产复合抗氧剂主要品种的配方源于国外，如1010与168按不同重量比例复合的抗氧剂215、225，1076和168复合的抗氧剂900等。2抗氧剂的复合技术

复合抗氧剂是由主、辅两种或两种以上抗氧剂复配而成，产生协同效应而发挥出优越性能。随着塑料工业中通用树脂的高功能化、高附加值化及复合材料和工程塑料应用范围的拓展，要求抗氧剂具有高效、低毒、相容性好、不析出等性能。复合抗氧剂抗氧化活性高，挥发性低，特别适用于高温加工，是优良的塑料抗氧剂和降解稳定剂，加入少量复合抗氧剂即能有效地制户外塑料降解。

产品配伍性表现在抗氧剂与基体树脂的相容性、与基体树脂中其他添加组分的协同作用两个方面。

（1）抗氧剂与基体树脂的相容性

理想的情况是两者间有良好的相容性。在加工应用中相容性不好，将出现抗氧剂的迁移、制品表而喷霜及稳定性能的下降。另一方而，抗氧剂在水溶液等溶剂中的溶解度应尽量小，以避免环境萃取降低抗氧效率、形成环境污染等。

（2）胺/酚协同作用

活性的胺自由基可生成过氧化醌类，活性的胺成分会从醌中得到再生。而酚作为还原剂，在形成的氧化还原体系中，可以以醌二聚体的形式存在，也可以进一步反应以有色体存在。反应所生成的化合物可以随时猝灭其他自由基。

（3）仲芳胺/炭黑对抗作用

当以仲芳胺为抗氧剂加入到含有炭黑添加成分的基体树脂中时，炭黑表而对仲芳胺抗氧剂有催化氧化作用.产生所谓对抗作用。（4）受阻酚与硫醚抗氧剂的配合体系

受阻酚与硫醚抗氧剂是一种应用广泛的配合体系，尤其是半受阻酚结构抗氧剂的出现，进一步提高了这一抗氧体系的协同作用。（5）抗氧剂与光稳定剂配合体系

亚磷酸酯抗氧剂与受阻胺类光稳定剂（HALS）有优异的协同稳定效果。而硫醚类抗氧剂在稳定化过程中可产生酸性组分，会抑制

HALS光稳定性能，此类研究尚未形成理论。

3国内塑料抗氧剂生产现状

随着世界范围内合成材料，尤其是通用型塑料的产量快速增加，促进和刺激了全球抗氧剂产能的迅速增长。20世纪90年代，我国仅有不到10家企业生产受阻酚型抗氧剂，无论品种和数量还是质量均不能满足我国塑料工业的生产与发展。20世纪9O年代以后，随着我国塑料工业的快速发展，刺激和推动了塑料抗氧剂的发展，我国塑料抗氧剂工业在产品结构、产品质量、生产规模、合成技术、装备自控等方而都取得长足的进步。

目前国内抗氧剂与十年前品种单一、数量和质量不能满足要求相比有了根本的改善。抗氧剂行业在不断加大产量的同时，也开发出许多性能优良的抗氧剂新品种，如736，80，245等已具批量生产能力。新品种相继问世，具有高耐水解稳定性、高耐热性抗氧活性的硫代双酚型抗氧剂736在化学交联电缆料中取代抗氧剂1010可降低配方中抗氧剂和交联剂用量，增加了我国交联聚乙烯中主抗氧剂的选择品种。

结语

抗氧剂的国内需求量及品种将随着我国合成树脂的快速发展而不断增加，而且需求量与现有生产能力的差距将不断加大。相关企业应充分抓住机遇，在做大、做强现有品种的基础上，积极改进工艺，增加品种，力争做到世界先进水平。

参考文献

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