受阻酚類抗氧劑的發(fā)展方向
受阻酚類抗氧劑的發(fā)展方向
一、相對分子質量高
高分子材料通常是在高溫下進行加工和應用,因此抗氧劑必須具有良好的熱穩(wěn)定性,由于高分子化合物具有低揮發(fā)性、抗萃取,特別是耐高溫等優(yōu)點,所以為了提高抗氧劑的相對分子質量,以提高其熱穩(wěn)定性是抗氧劑研究的新趨勢。但相對分子質量不是越高越好,因為氧化主要發(fā)生在產物的表面,當表面受阻酚類抗氧劑耗盡后,產品中的受阻酚類抗氧劑能否及時遷移到表面也是非常關鍵,因此受阻酚類抗氧劑的相對分子質量通常在1500以下。例如,高分子量的抗氧劑1010比相對分子量低的抗氧劑1076在抗水解、抗遷移、抗萃取等方面有明顯的提高。
二、反應性受阻酚類抗氧劑
抗氧劑除了在發(fā)揮穩(wěn)定化作用時消耗外,還會在光熱作用下發(fā)生變質或與其他化學物質發(fā)生反應,產品使用過程中因分子遷移被溶劑萃取而流失,降低受阻酚類抗氧劑的效能。因此,人們希望開發(fā)一種永久性穩(wěn)定劑,即反應性抗氧劑,它能與單體聚合,將受阻酚基團接枝到聚合物鏈上,成為聚合物的一部分,合成高分子抗氧劑,以解決抗氧劑揮發(fā)、萃取、遷移的缺陷。這將是受阻酚類抗氧劑發(fā)展的另一個趨勢。目前,現有的反應性受阻酚類抗氧劑有英國開發(fā)的NDPA和DENA,其分子中含有亞硝基,還有日本大內新興化學公司開發(fā)的TAP、DAC和DBA,這是一系列含有烯丙基的酚類化合物。
三、復合型受阻酚類抗氧劑
到目前為止,雖然出現了大量的復合穩(wěn)定劑,但其協(xié)同作用機理尚不清楚,因此人們主要根據經驗和實際應用效果來選擇聚合物穩(wěn)定配方。生產的IrganoxB系列受阻酚類抗氧劑德國巴斯夫公司已實現工業(yè)化,取得了較好的效果。但隨著對聚合物碳自由基清除劑理論的進一步研究,人們提出了一種新的三元復合抗氧劑配方:碳自由基清除劑+主抗氧劑+輔助抗氧劑]。如巴斯夫的HP2921(85%Irganox B921+15%HP136)、HP2225(85%Irganox B215+15%HP136)也可與光穩(wěn)定劑聯用進行光氧穩(wěn)定化,由此發(fā)展而來的新一代穩(wěn)定化配方將是未來聚合物抗老化配方的發(fā)展趨勢之一。
四、環(huán)保型受阻酚類抗氧劑
為滿足環(huán)境保護和人民健康的要求,近年來,更加建議盡量使用一些無毒的天然受阻酚類抗氧劑。然而,大多數天然抗氧劑的熱穩(wěn)定性較差,不適用于高分子合成工業(yè)。20世紀90年代初,Hof fmann Laroche公司首次報道了維生素E在聚烯烴中的抗氧化技術,研制出復合維生素E受阻酚類抗氧劑CF-120。由于抗氧化效果好、用量小,雖然價格昂貴,但穩(wěn)定化配方整體成本并不高于傳統(tǒng)配方,具有一定的市場競爭力,尤其是應用于與食品、藥品接觸的材料中,維生素E是迄今為止在聚合物加工工業(yè)中使用的合成天然受阻酚類抗氧劑中最成功的例子。
受阻酚類抗氧劑種類繁多,作用機理各異,通過復合使用,可以充分發(fā)揮每種受阻酚類抗氧劑的優(yōu)勢,將其劣勢降低到最低程度,這是未來受阻酚類抗氧劑發(fā)展的大趨勢。近年來發(fā)展迅速我國聚烯烴工業(yè)的發(fā)展將提高抗氧劑的性能,而在聚烯烴助劑中起重要作用的酚類抗氧劑將朝著多用途、復合化和環(huán)境友好化的方向發(fā)展。因此,認識和理解受阻酚類抗氧劑之間的相互作用,重視受阻酚類抗氧劑之間的協(xié)同效應是十分必要的。只有利用好抗氧劑之間的協(xié)同作用,才能事半功倍,獲得性能優(yōu)異的復合抗氧劑。
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