O uso de antioxidantes plásticos é unha das formas eficaces de atrasar a degradación ou o envellecemento termo-oxidativo das resinas e produtos plásticos. Os antioxidantes de uso xeral-ou os antioxidantes-de alto rendemento son ás veces difíciles de cumprir os requisitos de procesamento e uso a alta-temperatura e, ás veces, non son-rentables. A selección de antioxidantes rendibles-require unha consideración exhaustiva da estrutura molecular da resina plástica, o proceso de polimerización, as condicións de procesamento e o uso do produto.
Durante a síntese e o post{0}}procesamento de resinas plásticas, así como o procesamento e o uso de produtos plásticos, debido a factores como a calor e o osíxeno, os polímeros plásticos degradaranse en diferentes graos, o que afecta directamente ás propiedades físicas, ás propiedades mecánicas e ao aspecto das resinas e dos produtos. Efectos negativos sobre a cor, a función, etc. O uso de antioxidantes é unha das formas eficaces de atrasar a degradación ou o envellecemento termo-oxidativo de resinas e produtos. A variedade de aplicacións e a cantidade de adición de antioxidantes están determinadas principalmente pola estrutura molecular da resina plástica, o proceso de polimerización, as condicións de procesamento e o uso do produto.
1. Funcións e tipos de antioxidantes
Debido ás diferentes estruturas moleculares das resinas plásticas, ou á mesma estrutura molecular debido a diferentes procesos de polimerización, técnicas de procesamento, ambientes e condicións de uso, a velocidade de reacción de oxidación térmica e a resistencia á oxidación térmica das resinas plásticas son moi diferentes.
Engádense antioxidantes ás resinas plásticas para inhibir ou reducir eficazmente a taxa de reacción de oxidación térmica das macromoléculas plásticas, atrasar o proceso de degradación térmica e de osíxeno das resinas plásticas, mellorar significativamente a resistencia á calor das resinas plásticas, prolongar a vida útil dos produtos plásticos e mellorar o uso de produtos plásticos. aditivos plásticos valiosos.
Os antioxidantes son os aditivos máis utilizados nos plásticos. En primeiro lugar, os antioxidantes úsanse en varias etapas de polimerización, granulación, almacenamento, procesamento, uso e reciclaxe de plásticos. En segundo lugar, entre os diversos tipos de materiais plásticos con diferentes estruturas moleculares que apareceron no mundo hoxe, como polietileno, polipropileno, polímeros de estireno, plásticos de enxeñería, plásticos especiais e outros materiais, a maioría dos tipos de materiais plásticos que utilizan antioxidantes son .
Os antioxidantes plásticos de uso común divídense xeralmente en cinco categorías segundo a estrutura molecular e o mecanismo de acción: fenois impedidos, fosfitos, tios, compostos e aminas impedidas (HALS).
Os antioxidantes fenólicos impedidos son os principais antioxidantes dos materiais plásticos, e a súa función principal é reaccionar cos radicais oxidativos R‧ e ROO‧ xerados pola oxidación nos materiais plásticos para interromper o crecemento das cadeas activas. Os antioxidantes de fenol impedido divídense en monofenol, bisfenol, polifenol, polifenol heterocíclico nitróxeno e outras variedades segundo a estrutura molecular.
Os antioxidantes fosfitos e os antioxidantes que conteñen-xofre son antioxidantes auxiliares. O principal mecanismo de acción é descompoñer os hidroperóxidos moi activos dos plásticos en moléculas de baixa-actividade. A produción e o consumo domésticos de antioxidantes fosfitos representan preto do 30% da produción e do consumo doméstico total de antioxidantes. Os antioxidantes que conteñen xofre-producidos en China pódense dividir en tres categorías segundo a estrutura molecular: antioxidantes de tioéster, antioxidantes de tiobisfenol e fenoles de tioéter.
Diferentes tipos de antioxidantes primarios e secundarios, ou o mesmo tipo de antioxidantes con diferentes estruturas moleculares, teñen diferentes funcións e efectos de aplicación, cada un coas súas propias fortalezas e debilidades.
O antioxidante composto está composto por dous ou máis antioxidantes de diferentes tipos ou variedades diferentes do mesmo tipo. Pode aprender uns dos outros en materiais plásticos e mostrar un efecto sinérxico. Efecto termo-oxidativo de envellecemento. O efecto sinérxico significa que cando se usan dous ou máis aditivos en combinación, o efecto da aplicación é maior que a suma dos efectos de cada aditivo usado só, é dicir, 1+1﹥2.
Os estabilizadores de aminas impedidas son unha clase de compostos de aminas orgánicas con efecto de impedimento estérico, que teñen catro funcións estabilizadoras sinérxicas de descomposición de hidroperóxido, extinción do osíxeno en estado excitado, captura de radicais libres e reciclaxe. As aminas obstaculizadas de peso molecular relativamente alto son antioxidantes altamente eficaces e-de longa duración, así como estabilizadores de luz eficientes. A maioría das aminas impedidas baséanse no grupo 2,2,6,6-tetrametil-4-piperidinilo.
2. Selección de antioxidantes plásticos
Debe proporcionarse calor suficiente durante a polimerización de resinas plásticas, o post{0}}procesamento ou o procesamento de produtos plásticos. A calor é un dos principais motivos da degradación da resina. O uso de antioxidantes na polimerización ou post{3}}procesamento de resinas foi recoñecido gradualmente pola industria.
A degradación da resina de PVC vai acompañada de todo o proceso de polimerización da resina. En xeral, utilízanse antioxidantes fenólicos impedidos como 246, 1076, 245, antioxidantes fosfitos como PKY-618 e ácidos graxos cinc, aceite de soia epoxidado, JC-ZH21, etc. formar un sistema estable. Entre eles, o JC-ZH21 é un novo tipo de composto heterocíclico nitróxeno con baixa cantidade de adición, que pode capturar radicais libres, ten un bo efecto de estabilización e é rendible.
O proceso de polimerización de ABS, SBS, PS, POM e outras resinas usan antioxidantes ou sistemas combinados de estabilización térmica, como os antioxidantes tioésteres DLTP, DSTP, os antioxidantes de éster fosfito PKY-136, etc.
O metacrilato de metilo PMMA (comunmente coñecido como plexiglás) ten as características de estabilidade química, bo rendemento de procesamento e excelentes propiedades ópticas. Na fase posterior da síntese de PMMA, xeralmente realízase un tratamento a alta temperatura para eliminar os compostos volátiles da resina. Cando a temperatura no proceso de tratamento a alta-temperatura alcanza os 220 graos ou máis, os grupos finais das cadeas moleculares de PMMA insaturadas formados pola desproporción dos radicais da cadea comezan a romper os enlaces, o polímero de PMMA comeza a degradarse, as propiedades mecánicas e a transparencia diminúen e a cor da resina deteriorouse.
A adición de antioxidantes no proceso posterior ao-tratamento do PMMA pode mellorar de forma eficaz a estabilidade termo-oxidativa do PMMA. O papel dos antioxidantes é aumentar a temperatura de descomposición inicial e a temperatura máxima de taxa de descomposición do PMMA. Os antioxidantes fenólicos impedidos poden aumentar simultaneamente a temperatura de descomposición inicial e a temperatura máxima de descomposición do PMMA. Os antioxidantes do fosfito só poden aumentar a temperatura de descomposición inicial do PMMA, pero non poden aumentar a temperatura máxima da taxa de descomposición do PMMA.
A fibra de polietileno de ultra-alto peso molecular (tamén coñecida como fibra de polietileno de-alto rendemento, UHMWPE) ten as características de alta resistencia, alto módulo, baixa gravidade específica, forte resistencia á luz e alta resistencia ao desgaste, así como resistencia á auga, á humidade, á auga do mar e á resistencia ao mofo. A resistencia á fatiga e a longa vida á flexión convértena na fibra comercializada de alto-rendemento coa maior resistencia específica do mundo.
A temperatura de produción da fibra de polietileno de ultra-peso molecular é duns 190 graos, o que non se considera unha temperatura elevada. Non obstante, debido á alta viscosidade de fusión, o tempo de permanencia na extrusora é duns 10 minutos e o tempo de quecemento é longo. Cando as empresas nacionais usan sistemas antioxidantes comúns para a produción, a degradación térmica da resina é severa, o peso molecular redúcese de 4 millóns a menos de 3 millóns e a forza da seda é un 15-20% inferior á da seda importada e o aspecto é amarelento. Despois de usar o sistema antioxidante especial JC-211B, o peso molecular non diminúe significativamente, a forza da seda alcanza o nivel da seda importada e o aspecto é branco e brillante.
O procesamento de polipropileno, especialmente a fabricación de filamentos de polipropileno, require procesos de extrusión extremadamente estritos e a temperatura de procesamento é superior a 200 graos. As bolsas de cemento envasadas en quente-de polipropileno, as bolsas de asfalto, etc. deben usarse durante un período de tempo a unha temperatura duns 60 graos; a temperatura da superficie das bolsas tecidas de plástico utilizadas ao aire libre no verán pode alcanzar os 70 graos baixo a luz solar. Pigmento Hongrun: 3132 vermello brillante en po, vermello claro BBN, vermello claro brillante BBC, vermello claro dourado C, vermello brillante rápido 2BP, magenta Lisol 4BP, Lisol Baohong BK, vermello permanente F3RK, vermello permanente F5RK, vermello pigmento 122, vermello pigmento 254, amarelo medio orgánico G Amarelo claro, amarelo permanente G permanente HR, Pigmento Amarelo 81, Pigmento Amarelo 110, Pigmento Amarelo 139, Pigmento Amarelo 151, Pigmento Amarelo 180, Laranxa Permanente G, Pigmento Laranxa 64, Azul Ftalocianina BGS, Verde Ftalocianina G, Pigmento Violeta 19, Violeta Permanente RL e outros pigmentos orgánicos. Para o procesamento de bolsas tecidas de plástico de polipropileno e os requisitos para o uso resistente á calor-, o antioxidante composto especial JC-1225 de alta-eficiencia e pode proporcionar unha boa estabilidade de procesamento e uso. A táboa 1 mostra o cambio do índice de fusión do polipropileno con diferentes antioxidantes. O efecto do antioxidante JC-1225 é mellor que o do antioxidante xeral 225.
Engadir masterbatch á resina para producir todo tipo de produtos plásticos foi un método de uso habitual na industria de procesamento de plásticos. Para os produtos que se procesan e producen engadindo masterbatches, a resina portadora utilizada na produción de masterbatch sufrirá degradación térmica e degradación mecánica de novo cando a resina portadora se quente de novo durante o proceso de produción de produtos plásticos, o que á súa vez desencadea e acelera o uso do produto. calor, osíxeno e fotoenvellecemento. Polo tanto, aínda que a proporción da resina portadora no masterbatch nos produtos plásticos non é grande, o problema do envellecemento acelerado causado polo quecemento secundario ou máis e a influencia sobre o rendemento do envellecemento dos produtos plásticos deberían causar que o masterbatch a atención das empresas de produción e das empresas de procesamento de produtos.
En circunstancias normais, para os fabricantes de masterbatch e as empresas que utilizan algúns materiais secundarios ou materiais reciclados para producir produtos plásticos, debe utilizarse unha combinación de antioxidantes fenólicos e fosfitos impedidos para estabilizar o sistema durante o procesamento.
