高分子材料助剂论文
高分子材料助剂

高分子材料助剂
高分子材料助剂是指在高分子材料的生产和加工过程中,为改善和提高高分子
材料的性能、加工工艺和降低成本而使用的各种辅助材料。
它们可以被广泛应用于塑料、橡胶、合成纤维、涂料、胶粘剂等领域,对提高产品品质、节约原料、改善劳动条件和环境保护等方面起着重要作用。
首先,高分子材料助剂在高分子材料的生产过程中发挥着重要作用。
例如,添
加稳定剂可以有效防止高分子材料在生产过程中受到光热氧化而降解,延长其使用寿命;添加抗氧化剂可以防止高分子材料在加工过程中受到氧化而失去原有性能;添加阻燃剂可以提高高分子材料的阻燃性能,减少火灾事故的发生。
其次,高分子材料助剂在高分子材料的加工过程中发挥着重要作用。
例如,添
加润滑剂可以降低高分子材料的摩擦系数,改善加工性能,提高生产效率;添加增塑剂可以增加高分子材料的柔韧性和延展性,改善加工性能,提高产品的使用性能;添加填充剂可以降低高分子材料的成本,提高产品的硬度和强度。
最后,高分子材料助剂在高分子材料的应用过程中发挥着重要作用。
例如,添
加抗静电剂可以有效防止高分子材料在使用过程中产生静电,避免静电引起的危险;添加抗UV剂可以有效防止高分子材料在使用过程中受到紫外线的照射而老化,延长其使用寿命。
综上所述,高分子材料助剂在高分子材料的生产、加工和应用过程中发挥着重
要作用,对提高产品品质、节约原料、改善劳动条件和环境保护等方面起着重要作用。
因此,选择合适的高分子材料助剂,并合理使用,对于提高高分子材料的性能、加工工艺和降低成本具有重要意义。
希望本文的内容能够对高分子材料助剂的应用提供一定的参考和帮助。
高分子材料论文

天然高分子材料稳定、无毒、成膜性较好,是较常用的药物载体材料。其中主要包括胶原阿拉伯树胶、海藻酸盐、蛋白类、淀粉衍生物。近年来研究较多
的是壳聚糖、海藻酸盐,而源于蚕丝的丝素蛋白则显示出巨大的潜力[3]。半合成高分子包括羧甲基纤维素、邻苯二甲酸纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙甲纤维素、丁酸醋酸纤维素、琥珀酸醋酸纤维素等,其特点是毒性小、粘度大、成盐后溶解度增大,由于易水解,故不宜高温处理,需临时现用配。
2.7高分子纳米粒子药物载体
纳米粒子由于具有超细小体积,能穿过组织间隙并被细胞吸收,可以通过人体最小的毛细血管,还可以通过血脑屏障。纳米粒子由于具有超细小体积,能穿过组织间隙并被细胞吸收,可以通过人体最小的毛细血管,还可以通过血脑屏障。盛洁等人[17]用化学偶联法将抗人膀胱癌单克隆抗体分子偶联到阿霉素
1合成高分子药物载体的基本原则
1.1高分子载体的选择
可充当高分子载体的化合物必须具备无毒、水溶、无药理活性、无免疫原性、在体内可以代谢、排泄或分解成可吸收物质等性质。高分子载体在体内最终能否代谢排出体外是其能否实用的关键。一般认为,聚合物的平均分子量分布窄些为好,因为大分子不易通过肾排出体外。
1.2药物与高分子载体的连接
HPMA作为一个多功能性的聚合物载体在临床医学上得到了广泛的研究,如将阿霉素载于HPMA共聚物完全改变了阿霉素的药代动力学,载于高分子上的阿霉素的水溶性比自由阿霉素增加了近十倍,血浆中药含量的半衰期有明显的延长,毒性也大大降低。动物实验表明,P(HPMA-Gly-Phe-Leu-GIy-ADR)具有广谱抗肿瘤活性,实验肿瘤动物的存活时间为60-120d,比单纯ADR给药延长了许多[5]。Zarabi[6]将HPMA与阿霉素连接并通过稀土金属钆的螯合作用整合支链,得到的产物具有很高的稳定性和很好的释放效果,而且原药毒性大大降低,该研究在HPMA药物传输系统中的磁性粒子追踪成像技术开创了美好的应用前景。另外,HPMA在水溶液中可以与药物聚合形成相对高分子质量的超分子结构,如聚合胶
高分子材料功能助剂的应用现状和发展趋势

高分子材料是一种具有重要应用前景的新型材料,具有良好的工程特性和广泛的用途。
而高分子材料功能助剂则是在高分子材料生产过程中起着非常重要的作用。
本文将深入探讨高分子材料功能助剂的应用现状和发展趋势。
一、高分子材料功能助剂的概念及作用原理1.1 高分子材料功能助剂的定义高分子材料功能助剂是指在高分子材料的加工和制备过程中,为了改善高分子材料的加工性能、力学性能、耐热性能、抗老化性能等而添加的一种特殊材料。
1.2 高分子材料功能助剂的作用原理高分子材料功能助剂主要通过以下几种作用实现对高分子材料性能的改善:(1)增强高分子材料的加工性能,如改善热稳定性、提高流动性、增加成型性等;(2)改善高分子材料的力学性能,如增加强度、韧性、硬度等;(3)提高高分子材料的耐热性能,抗氧化性能,抗紫外线性能等。
二、高分子材料功能助剂的应用现状2.1 主要应用领域高分子材料功能助剂主要应用于塑料、橡胶、合成纤维等领域。
其中,塑料是高分子材料功能助剂的主要应用领域之一,其功能助剂种类繁多,应用需求也非常广泛。
2.2 应用现状目前,高分子材料功能助剂在国内外的应用已经非常广泛,主要表现在以下几个方面:(1)在塑料制品中,功能助剂的应用量逐年增加,尤其是在热稳定剂、光稳定剂、着色剂等领域;(2)在合成纤维领域,功能助剂对纤维的力学性能、色牢度等方面起到了重要作用;(3)在橡胶制品中,功能助剂在提高橡胶制品的耐热性、耐油性、耐老化性等方面发挥着重要作用。
三、高分子材料功能助剂的发展趋势3.1 绿色环保助剂的需求增加随着人们对环保意识的增强,对绿色环保助剂的需求将会越来越大。
未来高分子材料功能助剂的发展将更多地朝着绿色环保方向发展,绿色可降解助剂、生物基助剂等将得到更广泛的应用。
3.2 多功能化助剂的发展未来功能助剂将朝着多功能化发展,一种助剂可以兼具多种功能,以满足不同高分子材料的要求。
3.3 智能化助剂的研究随着科技的发展,未来高分子材料功能助剂将更多地朝着智能化方向发展,可以根据材料的使用环境和要求,实现智能调控,提高材料的使用性能。
高分子材料稀土助剂的研究进展及应用

高分子材料稀土助剂的研究进展及应用郑德1,陈宇2,冯嘉春1,陈鸣才3,王文治1(1.广东炜林纳功能材料有限公司, 广东佛山528521;2.北京市化学工业研究院, 北京100084;3.中国科学院广州化学研究所, 广东广州510650)Research progress in rare-earth compound promoter and its application in polymerZHENG De1, CHHEN Yu2, FENG Jia-chun1, CHEN Ming-cai3, WANG Wen-zhi1(1. Functional Materials Ltd co., Foshan, 528521, China; 2. Beijing Chemical Industry Research Insitute Beijing100084, China; 3.Guangzhou Insititute of Chemistry CAS, Guangzhou 510650, China)Abstract:The development of rare-earth compound promoter in the polymer ,textile ,coatings plastics industry was introduced. The characteristice and applications of some new types of promoter were reviewed. To promote the research and development on these promoters is not only the new road in the high technicalization of the plastics industry in our country, but useful to establish of promoter industry in the plastics production.Key words:polymer;rare-earth;promoter;application;development摘要:简述了稀土化合物的特征;介绍了稀土助剂在国内外合成树脂橡胶、织物纤维、涂料、塑料等工业领域中的应用研发现状;评述了若干新型稀土助剂的特性与应用;最后指出:加强稀土助剂的研发,不仅是我国塑料助剂高技术化的新途径,亦是加速发展具有中国特色的塑料助剂产业的必由之路。
高分子材料论文3000字

高分子材料论文3000字近年来,高分子材料处于不断变化发展中,并且随着它的不断发展,已经渗透到人类生活中的方方面面。
因此,高分子材料在日常生活中的生产和生活活动中发挥着重要作用。
高分子材料又称之为聚合物材料,主要是由无数个小分子化合物通过化学键,进而形成的大分子化合物,称之为聚合物材料。
在日常的生产生活中常见的高分子材料主要有合成橡胶、合成纤维、合成塑料等,并且在新中国成立之后,上述高分子材料在日常生活中得到了广泛应用,例如服装业、日用品,以及各种工业材料中,满足了各行业对高分子材料的需求。
此外,在未来高分子材料将会运用于纳米高分子材料复合应用、生物可降解高分子材料、高分子材料功能化,以及航空航天领域。
二、高分子材料的发展高分子材料是一种聚合物大分子化学品,其组成主要是由半人工和人工合成的高分子材料,与其他化合物的主要区别是高分子材料在化学性质和物理性质上均能发生较大变化,可以有一些特殊功能,例如光学、电学等功能。
此外,随着科学技术的不断进步,新能源开发、微电子和生物医药的不断发展,高分子材料得到了更广泛的应用,其作用主要表现在以下结果方面。
其一,使用高分子材料设计合成新能物质,并且具有新功能,例如研制出的新型非晶质光盘,具有较好的耐腐蚀性,几乎不会被腐蚀,这一特性主要是来自于非晶质合金表面生成的耐腐性保护膜。
其二,高分子材料利用特别的加工方式来增加磁疗的特殊功能,如利用高分子膜和塑料光纤使高分子材料更加容易加工成型,并且降低其加工成本。
其三,使用两种或者两种以上性能不同的高分子材料,经过复合化学反应形成新的高分子材料,如屏蔽导电、塑料以及复合层的复合填料。
当前,随着高分子材料在生产生活中的应用日益加深,其与众不同之处逐渐凸显出来,它可以代替日常生产生活中的许多材料,并且可以通过高分子材料来改善其他材料的功能和性能,使他们成为一种全新材料,进而更好的发挥他们的功能。
进而,我国也对高分子材料这一领域的研究较为重视,在自我研发的基础上,不断加强了国际研究领域的沟通交流。
助剂在高分子材料加工中的作用和应用

助剂在高分子材料加工中的作用和应用高分子材料加工是一项非常重要的工艺,它可以让我们制造出各种各样的塑料、橡胶等材料,以应对不同领域的需求。
但是,高分子材料本身具有柔软、易断裂、容易老化等缺点,因此人们需要使用助剂来改善其性能。
在本文中,我们将详细介绍助剂在高分子材料加工中的作用和应用。
一、添加剂的种类1.稳定剂稳定剂是指一种能够调整聚合反应的速率,防止聚合物在加工过程中出现升温、裂解、质量不均等问题的化学品。
它可以被分为热稳定剂和光稳定剂两种。
热稳定剂能够防止塑料在高温加工过程中的劣化,而光稳定剂则能够防止塑料在阳光下发生老化。
2.增塑剂增塑剂是一种能够提高塑料柔软程度的化学添加剂,通常用于生产柔软、延展性强的材料,如PVC、PE 和EVA。
增塑剂的作用原理是通过让聚合物链产生位移,降低分子间相互作用力,从而降低接枝点之间的距离,从而提高聚合物的柔韧性。
3.填充剂填充剂是一种将其它无机或有机物质添加到聚合物中来改善材料性能的助剂。
填充剂能够增强聚合物的机械强度,改善材料的导热性、燃烧性和弹性等性能。
常见的填充剂有滑石粉、石墨、铝肯石等。
4.防火剂防火剂是一种能够提高塑料抵抗火灾的化学品,防火剂通常采用含磷、含氮、含锰等元素的化合物,能够降低燃烧的点火温度,减少火焰燃烧的速度和持续时间,防止火焰传播。
5.抗氧化剂抗氧化剂是一种能够防止聚合物老化的化学品,可以降低材料在空气中暴露的情况下,由于氧化反应而导致的重量损失、强度降低等问题。
常见的抗氧化剂有 Hindered Amine Light Stabilizers (HALS)、Phenolic Antioxidants (PA) 等。
6.润滑剂润滑剂是一种能够减小高分子材料表面摩擦系数的化学品,在高温高压下,能够保持材料展向均匀,减少材料表面的瑕疵与缺陷,提高产品表面光泽度。
常见的润滑剂有内润滑剂和外润滑剂。
二、添加剂应用示例1.增塑剂的应用PVC是最常用的增塑塑料之一,通过加入适量的增塑剂,可以生产出柔韧、抗拉强度好的PVC材料。
高分子材料论文:高分子材料相关研究.doc

高分子材料论文:高分子材料相关研究.doc高分子材料论文:高分子材料相关研究摘要:包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等。
其中,被称为现代高分子三大合成材料的塑料、合成纤维和合成橡胶已经成为国民经济建设与人民日常生活所必不可少的重要材料。
关键词:高分子材料化学分子高分子材料:macromolecular material,以高分子化合物为基础的材料。
高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料,包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料,高分子是生命存在的形式。
所有的生命体都可以看作是高分子的集合。
一、按特性分析高分子材料高分子材料按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料等。
①橡胶是一类线型柔性高分子聚合物。
其分子链间次价力小,分子链柔性好,在外力作用下可产生较大形变,除去外力后能迅速恢复原状。
有天然橡胶和合成橡胶两种。
②高分子纤维分为天然纤维和化学纤维。
前者指蚕丝、棉、麻、毛等。
后者是以天然高分子或合成高分子为原料,经过纺丝和后处理制得。
纤维的次价力大、形变能力小、模量高,一般为结晶聚合物。
③塑料是以合成树脂或化学改性的天然高分子为主要成分,再加入填料、增塑剂和其他添加剂制得。
其分子间次价力、模量和形变量等介于橡胶和纤维之间。
通常按合成树脂的特性分为热固性塑料和热塑性塑料;按用途又分为通用塑料和工程塑料。
④高分子胶粘剂是以合成天然高分子化合物为主体制成的胶粘材料。
分为天然和合成胶粘剂两种。
应用较多的是合成胶粘剂。
⑤高分子涂料是以聚合物为主要成膜物质,添加溶剂和各种添加剂制得。
根据成膜物质不同,分为油脂涂料、天然树脂涂料和合成树脂涂料。
⑥高分子基复合材料是以高分子化合物为基体,添加各种增强材料制得的一种复合材料。
它综合了原有材料的性能特点,并可根据需要进行材料设计。
二、现代新型高分子材料高分子材料包括塑料,尽管高分子材料因普遍具有许多金属和无机材料所无法取代的优点而获得迅速的发展,但目前业已大规模生产的还是只能寻常条件下使用的高分子物质,即所谓的通用高分子,它们存在着机械强度和刚性差、耐热性低等缺点。
药用高分子论文

高分子材料纤维素醚类衍生物在缓释制剂辅料中的应用摘要:药用辅料是药物制剂的基础材料和重要组成部分,缓释制剂中起缓释作用的辅料多为高分子化合物。
综述了高分子材料纤维素醚类衍生物中羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素和羟丙基纤维素等作为药用辅料在缓释制剂中的应用,并展望了其应用前景。
关键词:高分子材料、缓释制剂、药用辅料前言缓释制剂可按需要在预定期间内向人体提供适宜的血药浓度,减少服用次数并可获得良好的治疗效果,其重要特点是使人体内此种血药浓度维持较长时间,可以避免普通制剂频繁给药所出现的“峰谷”现象,能提高药物的安全性、有效性。
口服缓释制剂通常根据药物的溶出、扩散、渗透及离子交换和胃肠道的生理特性,主要是通过选择适宜的辅料,采用制剂手段延缓药物在胃肠道内的释药速率和制剂的输送速度,达到缓释释放的目的。
药用辅料作为药物制剂的基础材料和重要组成部分,在制剂成型的发展和生产中起着很重要的作用。
随着给药系统和给药部位的深入,促进了缓释制剂的制备技术和新品种的开发和发展。
近年来,缓释剂型发展较快的有缓释小丸、各种骨架缓释制剂、包衣缓释制剂、缓释胶囊、缓释药膜、树脂药缓释制剂和液体缓释制剂等。
在缓释制剂中,高分子材料几乎成为药物在传递、渗透过程中不可分割的部分,它们作为药用辅料在上述各种剂型中得到了广泛的应用。
在此体系中,高分子一般作为药物的载体,控制药物在人体内的释放速率,即要求在一定的时间范围内按设定的速率在体内缓慢释放,以达到有效治疗的目的。
由于选用的高分子材料不同,药物的控制释放机制也不同,而且不同的剂型对药物缓释的影响也不同。
1、纤维素醚类衍生物在药物制剂辅料中的主要作用各类缓释材料都是以自身的特性,改变药物溶出和扩散速度的因素,通过控制药物释放和吸收而达到延效目的的。
缓释制剂中起缓释作用的辅料多为高分子化合物。
高分子药物缓释材料是近年来医药领域中的热门研究课题之一。
制备缓释药物制剂时,通常根据主药和辅料的性质、不同的剂型以及辅料在处方中的配伍来选择不同的辅料,以达到最佳药物释放效果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
大学答题纸(2014—2015学年第一学期)课号:课程名称:高分子材料助剂抗氧剂综述摘要:简单介绍聚合物氧化机理,详细介绍抗氧剂的作用机理、分类、性能及其发展趋势。
关键词:抗氧剂;氧化;机理;性能;发展The Review of AntioxidantAbstract : Introduce oxidation mechanism of polymer simply.Introduce the role of mecha nism,classification, performance and trends of antioxidant in detail.Key word:antioxidant;oxidation ;mechanism;performance;development引言大多数工业有机材料无论是天然的还是合成的都易发生氧化反应。
如塑料、纤维、橡胶、粘合剂、燃料油、润滑油以及食品和饲料等都具有与氧反应的性质。
与氧反应后物质就会失去原有的属性。
高分子材料如果老化。
其表面会变粘、变色、脆化和龟裂,物性和机械性能同时也会发生改变,致使高分子材料失去使用价值。
燃料油氧化会产生沉淀,堵塞机器阀门或油管,致使发动机不能正常工作,酸性的氧化产物又会加快机器腐蚀速度,并使燃料油提前点火。
人们为了设法抑制、阻止或延迟上述反应的发生,寻找出了一种间接的方法加入一些能延缓被保护物质氧化老化的化合物,即可达到保护原物质的目的,这类化合物即抗氧剂。
抗氧剂是一种纯化合物或是几种纯化合物的混合物。
它可以捕获活性游离基生成非活性的游离基,从而使链锁反应终止或者能够分解氧化过程中产生的聚合物氢过氧化物生成稳定的非活性产物,从而中断链锁反应。
1 聚合物氧化机理许多聚合物在隔绝氧的情况下,即使加热到较高温度也是比较稳定的。
但在大气中,由于氧的存在,即使在较低的温度下,也会发生降解。
1.1 高分子自动氧化反应机理塑料类高分子在聚合过程中,由于钦或铬系及其它主催化剂、助催化剂、添加剂等金属离子的残留、反应过程中金属杂质带入等等,在氧气环境下,受温度、光线等外部因素的影响,诱发并导致了高活性自由基的产生,在氧气环境下,迅速氧化成高活性的ROO·自由基,并以此为主要物种存在。
ROO·和碳链R一H反应的结果是又生成新的碳链自由基(R·),于是构成了一轮循环,结果是新的自由基不断生成,即构成链增长阶段。
链增长阶段产生的高活性的自由基(ROO·) 和过氧化物(ROOH),经过一系列链转移反应,产生大量的高活性自由基(R·RO·等),整个反应构成了循环,见图。
尤其是在加工温度下, ROOH 物种只有几十秒钟的寿命,主要是热分解反应,生成的RO·和·OH物种反应迅速增加聚合物中游离自由基总浓度,加速了降解反应。
在氧气环境下,循环一为主要的,一旦生成了过氧化物ROOH,则引发出循环二,所以循环二是次生的,二者同时存在。
链终止阶段,生成了ROOR、R一R等非活性分子,即产生了交联和降解。
1.2 金属离子的催化作用塑料在生产、后加工及制成品等过程中常接触金属如铁件、电缆常见铜、颜料常见钴和锰等,其活性过氧化物具有较强的催化分解作用。
作用的结果是加速了链转移反应,加快整个氧化过程。
2 抗氧剂的分类抗氧剂的品种繁多,分类方法也有多种。
按功能不同可将其分为链终止型抗氧剂和预防型抗氧剂,按化学结构则可分为酚类、胺类、含硫化合物、含磷化合物、有机金属盐类抗氧剂等一般按作用机理又可分为链终止型氢给予体、游离基捕获剂、电子给予体、过氧化物分解剂、金属离子钝化剂。
根据抗氧剂的毒性大小,可分为有毒性抗氧剂和无毒抗氧剂;根据抗氧剂的变色和着色性大小,可分为着色性抗氧剂(或称污染性抗氧剂)和非着色性抗氧剂(或称非污染性抗氧剂)。
按抗氧剂在聚合物中的存在方式,可分为添加型抗氧剂和反应型抗氧剂;按抗氧剂的分子量,可分为低分子量抗氧剂和高分子量抗氧剂,低分子抗氧剂就是通常所说的抗氧剂,高分子量抗氧剂有相对分子量为 500~1000之间的复杂大分子化合物和由具有抗氧基团的单体聚合而成的齐聚物。
3聚合物抗氧稳定理论20世纪 90年代以来,随着理论研究的深入,一些传统的抗氧理论受到了挑战,刺激和带动了抗氧剂应用技术的进步。
归纳起来,聚合物抗氧稳定理论研究进展主要表现在几个方面。
3.1 自由基的俘获和清除当一个化合物能和上述氧化反应中所产生的自由基反应,从而中断自由基链反应,就能防止有机物的氧化。
具有自由基俘获功能的抗氧剂有炭黑、某些亚硝基化合物和稳定自由基化合物,炭黑的特殊结构,使它具有俘获自由基、紫外光屏蔽和激发态能量的猝灭功能。
它已广泛地用作橡胶轮胎的抗氧剂和补强剂。
含2%炭黑的聚乙烯和30%碳黑的轮胎其户外使用寿命分别达20a~10a。
从2,2,6,6-四甲基哌啶衍生的稳定氮氧自由基化合物(N-O·),是有效的自由基清除剂。
最近研究表明,NO·氮氧稳定自由基仅能清除烷基自由基(R·),且在100℃以下才能有效地抑止热氧化,而100℃以上,它会促进高分子的热氧化,故包括氮氧稳定自由基在的受阻胺光稳定剂,虽是最有效的光稳定剂,但不是最有效的抗氧剂。
但稳定自由基化合物已广泛地用作自由基聚合的阻聚剂和分子量调节剂。
3.2 电子给予作用某些叔胺可按下式的给电子作用,破坏自由基自氧化的链反应,保护有机高分子材料免于氧化:含有叔胺的受阻胺GW-2608,GW-2650,具有极高的抗氧化效率,显然,这和上述化合物中含有叔胺的给电子作用有关:几个具有电子给予作用功能的抗氧剂如下:3.3 质子给予作用受阻酚和芳胺是最有效的抗氧剂,其作用机理是通过质子给予作用而破坏自由基自氧化链反应实现的:最近,对受阻酚在防止高分子热氧化中所产生的一系列中间产物进行了详细的研究,结果表明,包括醌类在的中间产物,对防止高分子的热氧化有重要意义。
3.4 氢过氧化物的分解作用氢过氧化物的生成和积聚是有机高分子材料降解最关键的步骤,当一定浓度的氢过氧化物生成后,自由基枝化链的自氧化反应即快速推进。
氢过氧化物可按均解和杂解方式分解:ROOH——RO·+ ·OH(均解,自由基方式,E=42kcal/mol)ROOH——ROO- + +H (杂解,离子方式,E=90kcal/mol)由于自由基均解活化能较低(E=42kcal/mol),故在室温下,高分子和有机物的氢过氧化物总是按自由基方式均解,从而引起自由基加速自氧化反应。
所谓氢过氧物的分解剂的抗氧剂就是一种使氢过氧化物按离子型机理分解的化合物,通过这种分解作用,从而防止了自由基枝化链自氧化反应。
某些含硫、亚磷酸酯的有机物是非常有效的氢过氧化物的分解剂。
研究表明,一个分子的含硫分解剂可分解20个氢过氧化物;而一个含亚磷酸酯分子可分解6个氢过氧化物,且在室温下有效。
3.5 降低金属离子的活性作为有害杂质的金属离子总是存在于高分子和有机材料中,它们是在合成、加工、包装存放和使用中被引入上述材料中。
某些金属离子通过单电子氧化—还原反应,加速了氢过氧化物的自由基方式的分解,从而加速了材料的自氧化反应,特别是变价金属如Cu、Fe、Ni、Co、Ti、Cr 等的存在更易促进材料的自氧化,因此,降低金属离子活性,常有效地用作防护高分子—有机材料氧化:其方法是把有害的金属离子络合物化,减少这些离子的催化氧化活性,使高分子—有机材料免于氧化,肟的有机物常用作铜离子的络合剂,可非常有效地防止电缆、电线(铜—高分子) 的热氧化,其抗氧效率和受阻酚相当(结构如下)。
显然,高分子—有机材料的热氧化,可以用上述五个方法来有效地防止,许多新型的抗氧剂就是基于上述五种抗氧剂的作用机理而开发的。
4 抗氧剂的应用性能概括来说,抗氧剂及其用量和聚合物类型、加工条件、制品的应用条件以及抗氧剂本身的性能(抗氧效率、稳定性、挥发性、相容性、毒性等)相关。
变色及污染性选择抗氧剂时应注意考虑到抗氧剂的变色和污染是否满足制品英语的要求。
例如酚类不污染性抗氧剂(物色或浅色)可用于无色或浅色的塑料、橡胶制品。
芳胺的产物一般有较强的变色性和污染性,故一般的胺类抗氧剂不适于浅色产品。
橡胶轮胎中因添加了炭黑,故可选用效率高且污染也大的按类抗氧剂。
挥发性挥发性是抗氧剂从聚合物中损失的主要形式之一,挥发性依赖于抗氧剂分子结构和分子量。
如果其他条件相同,分子量较大的抗氧剂挥发性较低,分子类型的不同比分子量的影响更大。
例如,2,6-二叔丁基-4-甲酚(相对分子质量 220)的挥发性比N,N’-二苯基对苯二胺(相对分子质量 260)大 3000 倍。
挥发性还与抗氧剂所处的温度、暴露表面的大小,空气流动情况有关。
溶解性理想的抗氧剂的溶解性是在聚合物中溶解度高,在其他介质中溶解度低。
相容性取决于抗氧剂的化学结构、聚合物种类、温度等因素。
相容性小乃是指没有喷霜的情况下,只有少量的抗氧剂被溶解。
酚类和亚磷酸酯类抗氧剂在橡胶中溶解度高,没有喷霜问题。
N,N’-二苯基对苯二胺在天然橡胶中,用量0.3%就会喷霜,而在丁苯硫化胶中相容性较好。
稳定性为了保持长期的抗氧效率,抗氧剂对光、热、氧、水的稳定性是非常重要的。
就看抗氧剂自身的氧化来看,对苯二胺衍生物最敏感,烷基化二苯胺次之。
在对苯二酚类,二烷基对苯二胺短期氧化就会有较大的破环,烷基芳基对苯二胺及二芳基对苯二胺却又相当的持久性。
胺类抗氧剂在光和氧的作用下变色,不同的胺发生这种变化的程度差别很大。
受阻酚不可在酸性物质存在下加热,否则发生拖烃反应造成抗氧效率下降。
其他抗氧剂的物理状态也是选择时必须考虑的因素之一,在聚合物制造过程中应优先选用液体的,易乳化的抗氧剂。
在橡胶加工过程中则宜选用那些固体的、易分散的、无尘的抗氧剂。
还有抗氧剂的毒性,在食品工业中应选用符合卫生标准的抗氧化剂。
5 抗氧剂的结构与抗氧性能的关系聚合物抗氧剂的结构,决定了其抗氧性能的优劣。
由氧化机理可知,抗氧剂应具备以下的性能:(1) 具有活泼的氢原子,它应比高分子链上的活泼氢原子更活泼;(2) 抗氧剂自由基应具有足够的稳定性;(3) 抗氧剂本身应较难氧化,否则自身被氧化而起不到抗氧化作用。
由于高分子材料(尤其是塑料)常在较高温度下加工成型,这就要求使用的抗氧剂具有足够的热稳定性和足够高的沸点,否则在加工温度下分解或挥发,不但会严重影响其抗氧化的效果,还会污染环境。
此外抗氧剂要与高分子材料具有良好的相容性,才能保证在高分子材料中的分散性好,才能更好地发挥其抗氧化的性能。
5.1 胺类抗氧剂的结构与性能的关系胺类抗剂是历史最久,应用效果最好的抗氧剂。
它们对氧、臭氧的防护作用很好,对光、热、屈挠、铜害的防护也很突出。