กลไกการผสมและการออกแบบสูตรของสารต้านอนุมูลอิสระหลักและเสริมกับอายุออกซิเจนความร้อน

กลไกการผสมและการออกแบบสูตรของสารต้านอนุมูลอิสระหลักและเสริมกับอายุออกซิเจนความร้อน

อายุการใช้ออกซิเจนในการต่อต้านความร้อนของพอลิเมอร์ส่วนใหญ่ทำได้โดยการเพิ่มสารต้านอนุมูลอิสระซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นสารต้านอนุมูลอิสระหลักสองชนิดและสารต้านอนุมูลอิสระเสริมตามกลไกของการกระทำและทั้งสองถูกนำมาใช้ร่วมกัน

• กลไกการออกฤทธิ์ของสารต้านอนุมูลอิสระหลัก

สารต้านอนุมูลอิสระหลักสามารถทำปฏิกิริยากับอนุมูลอิสระ R ·และ Roo ·, การจับและกำจัดอนุมูลอิสระที่ใช้งานอยู่แปลงเป็นไฮโดรเพอร์ไซด์ขัดจังหวะการเจริญเติบโตของโซ่ที่ใช้งานกำจัดอนุมูลอิสระที่เกิดจากเรซินภายใต้อุณหภูมิสูงความร้อนและสภาพแสง โหมดเฉพาะของการกระทำมีดังนี้:

ผู้บริจาคไฮโดรเจนอะลูมิเนียมทุติยภูมิและสารต้านอนุมูลอิสระฟีนอลิกที่ถูกขัดขวางประกอบด้วยกลุ่ม -OH, = กลุ่ม NH ซึ่งสามารถให้อะตอมไฮโดรเจนแก่อนุมูลอิสระเพื่อให้อนุมูลที่ใช้งานได้สร้างอนุมูลอิสระหรือไฮโดรเปอร์ออกไซด์

กับดักอนุมูลอิสระ, สารต้านอนุมูลอิสระ benzoquinone ทำปฏิกิริยากับอนุมูลอิสระเพื่อสร้างอนุมูลอิสระที่มีเสถียรภาพ

ผู้บริจาคอิเล็กตรอนสารต้านอนุมูลอิสระในระดับตติยภูมิให้อิเล็กตรอนให้กับอนุมูลอิสระปฏิกิริยาทำให้พวกมันเป็นไอออนเชิงลบที่มีกิจกรรมต่ำการยุติปฏิกิริยาการออกซิเดชั่นอัตโนมัติ

สารต้านอนุมูลอิสระปฐมภูมิสามารถใช้เพียงอย่างเดียว แต่ทำงานได้ดีขึ้นกับสารต้านอนุมูลอิสระทุติยภูมิ

• กลไกการออกฤทธิ์ของสารต้านอนุมูลอิสระเสริม

สารต้านอนุมูลอิสระเสริมสามารถย่อยสลายไฮโดรเพอร์ไซด์ที่สร้างขึ้นโดยสารต้านอนุมูลอิสระหลักที่ยังคงมีกิจกรรมบางอย่างเพื่อไม่ให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่นอัตโนมัติอีกครั้ง

นอกจากนี้สารต้านอนุมูลอิสระเสริมสามารถยับยั้งและชะลอการก่อตัวของอนุมูลอิสระในระหว่างกระบวนการเริ่มต้นและผ่านไอออนโลหะที่เหลืออยู่ในพอลิเมอร์ สารต้านอนุมูลอิสระเสริมเช่นฟอสฟอรัสเอสเทอร์และซัลไฟด์อินทรีย์เป็นสารที่สลายตัวของไฮโดรเปอร์ออกไซด์

• การเลือกสารต้านอนุมูลอิสระ

มีสารต้านอนุมูลอิสระมากมายและประเด็นต่อไปนี้ควรได้รับความสนใจเมื่อเลือก

(1) ความเข้ากันได้ความเข้ากันได้หมายถึงประสิทธิภาพการหลอมรวมของสารต้านอนุมูลอิสระและเรซินภายในช่วงปริมาณและความเข้ากันได้ของฟีนอลที่ใช้กันทั่วไปและฟอสฟอรัสเอสเทอร์ที่มี PE เป็นสิ่งที่ดี

(2) ประสิทธิภาพการประมวลผลหลังจากการเติมสารต้านอนุมูลอิสระไปยังเรซินความหนืดละลายและแรงบิดของสกรูอาจเปลี่ยนไปเช่นจุดหลอมเหลวของสารต้านอนุมูลอิสระและเรซินนั้นแตกต่างกันมาก

(3) สารต้านอนุมูลอิสระที่มีมลพิษและถูกสุขลักษณะเอมีนเป็นสารต้านอนุมูลอิสระหลักที่มีประสิทธิภาพสารต้านอนุมูลอิสระสูง อย่างไรก็ตามมันจะเปลี่ยนสีระหว่างการประมวลผลและปนเปื้อนผลิตภัณฑ์และความเป็นพิษมีขนาดใหญ่ดังนั้นโดยทั่วไปจะไม่ใช้ในผลิตภัณฑ์พอลิเมอร์ที่ต้องการสุขอนามัย

(4) ความเสถียรสารต้านอนุมูลอิสระของเอมีนจะเปลี่ยนสีภายใต้การกระทำของแสงและออกซิเจนสารต้านอนุมูลอิสระ BHT นั้นง่ายต่อการสลายตัวของการสลายตัวในระหว่างการประมวลผลฟอสฟอรัสเอสเทอร์นั้นง่ายต่อการไฮโดรไลซ์เอมีนที่ถูกขัดขวางจะถูกทำให้ร้อนในสารที่เป็นกรด ทั้งหมดข้างต้นจะส่งผลกระทบต่อฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระ

(5) ความต้านทานการสกัดและความผันผวนความต้านทานการสกัดหมายถึงความสะดวกในการละลายสารต้านอนุมูลอิสระในผลิตภัณฑ์ที่สัมผัสกับของเหลวยิ่งมวลโมเลกุลสัมพัทธ์ของสารต้านอนุมูลอิสระมากเท่าไหร่ก็ยิ่งยากที่จะสกัด ระเหยได้หมายถึงปรากฏการณ์ที่ผลิตภัณฑ์พอลิเมอร์ที่มีสารต้านอนุมูลอิสระหลบหนีผลิตภัณฑ์เมื่อถูกความร้อนและจุดหลอมเหลวที่สูงขึ้นและน้ำหนักโมเลกุลที่สัมพันธ์กันมากขึ้นความผันผวนของสารต้านอนุมูลอิสระมีขนาดเล็ก

• การเลือกสารต้านอนุมูลอิสระหลัก

สารต้านอนุมูลอิสระหลักของฟีนอลิกที่ใช้กันมากที่สุดมักใช้ในโพลีเมอร์เพราะมันไม่ได้ปนเปื้อนผลิตภัณฑ์อยู่ใกล้กับสีขาว, ไม่เป็นพิษหรือความเป็นพิษต่ำ ปริมาณที่เพิ่มขึ้น 0.4% ~ 0.45% เป็นสารต้านอนุมูลอิสระที่มีเอมีนหลักมีสารต้านอนุมูลอิสระที่ดี แต่ก็ง่ายต่อการระบายสีและผลิตภัณฑ์พอลิเมอร์ที่เป็นพิษและใช้น้อยกว่าในโพลีเมอร์ บางครั้งมันสามารถใช้ในผลิตภัณฑ์พอลิเมอร์มืดเท่านั้น การเสริมฤทธิ์กันของสารต้านอนุมูลอิสระหลักมีผลดีกว่าการเพิ่มเพียงครั้งเดียวเช่นฟีนอล/ฟีนอลขัดขวางหรือขัดขวางการรวมกันของฟีนอลเอมีน/ขัดขวาง

• การเลือกสารต้านอนุมูลอิสระเสริม

ฟอสฟอรัสมีผลเสริมฤทธิ์กันอย่างดีกับสารต้านอนุมูลอิสระหลักและมีสารต้านอนุมูลอิสระในระดับหนึ่งความต้านทานความร้อนความต้านทานต่อสภาพอากาศและสีดีเป็นสารต้านอนุมูลอิสระเสริมที่ใช้กันทั่วไป การประยุกต์ใช้สารต้านอนุมูลอิสระสารประกอบซัลเฟอร์ที่มีซัลเฟอร์นั้นไม่กว้างขวางเท่ากับฟอสฟอรัสและเป็นเรื่องง่ายที่จะผลิตมลพิษซัลเฟอร์เมื่อรวมกับสารเติมแต่งบางชนิดและมีผลกระทบต่อความคงตัวของแสง HALS

• ผลเสริมฤทธิ์กันของสารต้านอนุมูลอิสระหลักและเสริม

สารต้านอนุมูลอิสระเสริมจะต้องเพิ่มในการทำงานร่วมกันกับสารต้านอนุมูลอิสระหลักเพื่อให้มีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระและสามารถลดปริมาณสารต้านอนุมูลอิสระหลักที่เพิ่มเข้ามาและการเติมเพียงอย่างเดียวไม่มีผลต้านอนุมูลอิสระ ชนิดคอมโพสิตของสารต้านอนุมูลอิสระถูกขัดขวางฟีนอล/thioether, ฟีนอลฟอสฟิต/ขัดขวาง ฯลฯ สารต้านอนุมูลอิสระหลักคือฟีนอลิก 1010, 1076, 264, ฯลฯ