塑料中加入抗氧剂的主要原因是为了 延缓和抑制塑料的氧化过程和速度,从而延长塑料的使用寿命。以下是详细解释:
氧化过程的危害
氧气无处不在,对生物活动至关重要,但会对塑料制品的质量造成毁灭性损害。
氧化会导致塑料的强度、外观和性能发生剧烈变化,如变黄、变脆、失去光泽等。
抗氧剂的作用机理
中止链式氧化反应:抗氧剂能够捕获氧化降解中产生的活泼自由基,从而中断链式降解反应。
抑制自由基的自动催化作用:抗氧剂可以抑制氢过氧化物的分解,从而减少自由基的生成,进一步阻止氧化反应的进行。
抑制金属离子的活性:某些金属离子(如Mn、Fe、Cu、Ni、Co)可以催化氢过氧化物的分解,抗氧剂能够钝化这些金属离子的催化活性,减缓氧化反应。
抗氧剂的应用
抗氧剂广泛应用于各种塑料中,如聚烯烃、苯乙烯类树脂、聚氯乙烯、聚酰胺、聚缩醛等。
在橡胶工业中,抗氧剂也常被称为防老剂,用于防止橡胶的氧化和老化。
抗氧剂的添加量通常较少,一般在0.1%至1.0%之间,但其在延长塑料使用寿命方面效果显著。
抗氧剂的种类
主抗氧剂:又称链终止剂,主要功能是捕获活泼自由基,如2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(抗氧剂264)和四[3-(3′,5′-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)。
辅助抗氧剂:又称过氧化物分解剂,主要作用是将氧化降解的中间产物分解为非自由基产物,如硫代二丙酸二月桂酯和亚磷酸一苯二异辛酯。
通过添加抗氧剂,可以有效提高塑料的抗氧化性能,延缓其老化过程,从而确保塑料制品在长时间内保持优良的物理和化学性能。