發(fā)布時間:2021-12-09
通常在聚合物的擠出加工過程中.體系處于一 種缺氧狀態(tài),沒有足夠的氧與聚合物碳自由基反應形成含氧自由基,于是在加工過程中碳自由基成為引起聚合物降解的主要原因。
針對這一問題,國外各大公司都對碳自由基捕捉劑進了開發(fā)研究,目前主要有苯并呋喃酮類、雙酚單丙烯酸酯、羥胺類和叔胺氮氧化物四類產品,其中代表性的產品是汽巴精化公司開發(fā)的一種苯并呋喃酮類碳自由基捕獲劑 Irganox HP-136,它可以將聚合物熱氧老化的鏈反應終止在萌芽狀態(tài),故有很好的抗熱氧老化效果,特別是在與傳統(tǒng)二元體系抗氧劑并用時效果更好。因此。有人將其稱為劃時代的聚烯烴加工助劑。
近年來汽巴精化公司推出的復合型抗氧劑 GX系列就是在原來二元體系抗氧劑的基礎上添加了 Irganox HP-136,使得所添加的聚合物在較高的溫度下進行加工也具有良好的加工以及長期的熱氧穩(wěn)定性 。在不斷提高聚合物材料加工性能的要求下,此類碳自由基捕獲劑獲得了大量應用,是未來聚合物抗氧劑發(fā)展的一個趨勢。
Irganox HP-136的抗氧作用是由其特殊結構引起的,其結構見圖 1。在它的結構 中, α-H原子由于其結構的“位阻效應”而使其具有高活性,利用它能使聚合物鏈引發(fā)階段產生的烷基自由基“猝滅 ”,其對聚合物的穩(wěn)定化作用基于所謂的“拉-推效應”。
光、熱應力和金屬離子等引發(fā)的聚合物老化通稱熱氧老化。這些不同誘因引起的老化過程是基本相同的,即非自由基反應與自由基反應相結合的鏈反應過程,在鏈反應過程中,只要遏制源頭或捕捉 (消滅 )鏈反應的中間產物過氧自由基、氫過氧化物或碳自由基就可以中止或減緩聚合物的老化過程。
聚合物在氧氣氛圍中的氧化是以過氧自由基為中心進行的.聚合物斷鏈形成的以“碳”為中心的自由基存活壽命很短。不足以構成對聚合物降解的直接危害。然而隨著聚合物加工溫度的提高。先進大型擠出機的使用,缺氧條件下碳自由基的產生成為聚合物降解的主要原因.因此碳自由基捕捉劑應運而生。
Irganox~HP-136(苯并呋喃酮衍生物)是一種作用很強的自由基去除劑。即使加入很少量,也有助于控制聚合物加工過程的熔融穩(wěn)定性 。由于其分子結構的特點而具有了與傳統(tǒng)抗氧劑不同的抗氧機理。它能捕獲以“碳”為中心的自由基,減少了隨后產生的過氧自由基數(shù)量。從根本上減輕了主、輔抗氧劑的負擔。它捕獲一個以“碳”為中心的自由基。等于消除了三個自由基,從而起到高作用圈。
HP-136分子結構的特點而使其具有了與常規(guī)抗氧劑不同的抗氧機理.它能捕獲聚合物降解初期產生的以 “碳”為 中心的自由基.將 PP的氧化降解過程**在萌芽階段 ,這樣**減少隨后產生的過氧自由基數(shù)量。從根本上減輕主、輔抗氧劑的用量。此外 HP-136還能夠通過供氫作用使得受阻酚類抗氧劑得到一定程度的再生。
添加HP-136的聚合物顏色的控制比未添加 HP-136的二元抗氧體系要好,原因是三元抗氧體系中含有高性能的 HP-136碳 自由基捕捉劑.使其添加量*為二元抗氧體系的五分之三.在 PP加工過程中,受阻酚抗氧劑的氧化產物(醌類化合物 )相對就少得多,所以加入三元抗氧體系的 PP的顏色變化不大。
從上述分析可以看出,Irganox HP-136在PP的穩(wěn)定過程中起重要作用,與傳統(tǒng)受阻酚類及亞磷酸酯類抗氧劑復配得到的三元抗氧穩(wěn)定體系與傳統(tǒng)二元抗氧穩(wěn)定體系相比,具有添加量少、抗氧性能優(yōu)、灰分少嗍等優(yōu)點。碳自由基捕獲機理的深入研究已經為三元抗氧穩(wěn)定體系的建立奠定了充分的理論基礎。與二元抗氧體系相比,三元抗氧體系高溫抗氧化性能尤為突出。