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抗氧剂的新进展:苯并呋喃酮与酚类和亚磷酸酯的协同效应

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:苯并呋喃酮与酚类和亚磷酸酯抗氧剂合用有非常优良的协同效应,可大大提高抗氧剂效率和降低成本,并有可能取代现有的B型复配抗氧剂而成为新一代工业标准抗氧剂。在辅助抗氧剂方面,出现了一些新型有机亚磷酸酯,它们基本都是与酚类抗氧剂合用,以取得最佳协同效应。目前还没有关于抗氧剂对塑料环境相容性的影响的报告[162],但已开始了有关的研究。

抗氧剂的新进展:苯并呋喃酮与酚类和亚磷酸酯的协同效应

随着塑料工业的发展和对塑料制品稳定化要求的提高,对抗氧剂推出了更高的要求。另一方面,随着对塑料氧化机理认识的不断深入,出现了一些新抗氧剂品种。

其中苯并呋喃酮无酚抗氧剂(参见第一章,第一节二)可称为最具新意的发展。它具有与传统酚类抗氧剂完全不同的化学结构,其稳定机理也完全不同。因此它可以消灭碳自由基C·,弥补了传统酚类抗氧剂只能消灭以氧为中心的自由基的不足,例如RO·、ROO·。苯并呋喃酮与酚类和亚磷酸酯抗氧剂合用有非常优良的协同效应,可大大提高抗氧剂效率和降低成本,并有可能取代现有的B型复配抗氧剂而成为新一代工业标准抗氧剂。

由于便于计量和输送,液体抗氧剂在某些应用领域受到欢迎。例如抗氧剂(AO-33)是一种液体抗氧剂。这种抗氧剂是专门为聚氨酯(PUR)发泡材料稳定化而开发的,并与芳香胺AO-25共同使用,其中AO-25作为共稳定剂。液体的AO-33在多元醇里的溶解度很好,并且挥发性比目前常用的BHT(AO-1)要低得多。这对于汽车用材料非常重要(发雾)。对于PUR-软泡材料,使用AO-33可以大大减少由氧化氮引起的色污,与目前的技术相比,这是一个明显的进步。

顺应全球卫生、安全性的潮流,近年来开始注意绿色抗氧剂品种。最近开发的维生素E(AO-34)在聚烯烃中的应用,即为这类抗氧剂的代表。它是一种有效的聚烯烃加工稳定剂,可作为现有抗氧剂的一种补充,尤其是应用于食品和药品包装塑料中。

在辅助抗氧剂方面,出现了一些新型有机亚磷酸酯,它们基本都是与酚类抗氧剂合用,以取得最佳协同效应。有机亚磷酸酯和磷酸酯除了是有效的加工助剂外,还可有效地改善颜色。然而,这类化合物的一个很大的缺点,是随着稳定性能和颜色稳定性的提高,其水解敏感性也提高。水解时产生的磷酸会腐蚀加工机械

新开发的亚磷酸酯是现有品种的改型,目的在于在保持加工性能的同时降低水解敏感性,特别值得一提的是PS-6[160]。众所周知,胺类可以降低有机亚磷酸酯的水解敏感性,很多工业亚磷酸酯就是用胺来稳定亚磷酸酯的。对于PS-6,胺官能团结合到亚磷酸酯分子里,使水解稳定性达到了前所未有的水平,同时,加工性能没有任何损失。这是首次亚磷酸酯既在加工性能方面又在水解稳定性方面超过了P-1。由于PS-6相对分子质量较高,它除了可用于聚烯烃外,也可用于工程塑料,例如聚酰胺和聚酯。(www.xing528.com)

新型亚磷酸酯PS-7也值得在此一提。它的熔点很低,可与一个酚类抗氧剂(例如AO-3或AO-4)共同作为熔体喷在PE-HD颗粒或PP球型粒料上,这样便可省去一道造粒工序[5]。这种化合物是很好的加工稳定剂,而且颜色也有所改善。PS-3与聚合物的相容性也很好,特别是在PE-LLD中,因此它可用于特低密度PE(密度在0.880至0.915之间)。PS-8在PE-LLD中也有良好的相容性。

除了开发新型抗氧剂外,现有品种的复配化和方便用户使用的产品形式也是开发重点。复配化就是将两种或两种以上抗氧剂或抗氧剂与其他助剂,按照协同作用原理混合起来,成为一种产品。如上所述,这已经成为当今工业标准。改进产品形式,即将传统的粉末产品通过适当的工艺,转变成无尘或低粉尘产品形式,以及流动性强、便于加料的形式,这样不但便于用户工艺操作,也符合工业卫生和环保的要求。

受阻胺光稳定剂(HALS),顾名思义是作为光稳定剂。但近年来的研究发现,HALS还是一种很好的抗氧剂,特别是作为长效热稳定剂(HATS)[132]。HALS在聚烯烃中已得到越来越多的应用。其高相对分子质量赋予这类稳定剂优良的抗抽提性能。一般而言,HALS作为热稳定剂的温度上限是135℃,超过从温度HALS的作用就不够明显。然而,HALS-5却可以在150℃下仍显示出良好的热稳定作用[161]

随着社会和公众环保意识的增强,政府主管部门对塑料的环境相容性以及塑料废料的回收与再生的要求越来越高,这同样也对添加剂生产者提出了更高的要求。虽然按照分类塑料抗氧剂对环境相对无害,但在抗氧剂生产过程中也并非对环境无影响。需要用符合环保要求的生产设备取代那些效率低下、向环境散发有毒有害物质的设备。目前还没有关于抗氧剂对塑料环境相容性的影响的报告[162],但已开始了有关的研究。

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