常見抗氧劑特性概述及選取原則
塑料加工中加入少許抗氧劑,可以防止或延遲老化的過程,有效延長塑料制品的使用期。
選取抗氧劑時,主要是應依據塑料材料的類型和型號、加工設備及工藝條件、其他化學添加劑的品種和添加量、制品使用場景及期限等因素等因素確定。選取工業用途的抗氧劑應主要參照這樣的原則。
1、相容性
塑料聚合物與抗氧劑的相容性常常欠佳,一般是高溫下將抗氧劑與聚合物熔體結合,聚合物固化時將抗氧劑分子相容在聚合物分子中間。在配方用量范圍內,抗氧劑在加工溫度下要熔融。需要注意,設計配方時,選取固體抗氧劑、光穩定劑的熔點或熔程上限,不得低于塑料聚合物的加工溫度。
2、遷移性
塑料制品,特別是表面積與體積比(或質量比)數值較小的制品,氧化一般發生在制品的表面,這需要抗氧劑連續不斷地從塑料制品內部遷移到制品表面而起到作用。但假如向制品表面的遷移速度太快,遷移量過大,抗氧劑便要揮發到制品表面的環境中,或擴散劑與制品表面接觸的其他介質中而損失,這樣的損失實際上是在所難免的,設計配方時進行考慮。當抗氧劑品種有選擇的余地時,宜選用分子量相對較大、熔點適當高的種類,并且要以最嚴酷使用場景為原則決定抗氧劑的用量。
3、穩定性
抗氧劑在塑料材料中應保持穩定,在應用環境下及高溫加工過程中揮發損失少,不變色或不顯色,不分解(除用于加工熱穩定作用的抗氧劑外),不和其他添加劑出現不利化學反應,不腐蝕機械設備,不容易被制品表面的其他物質所抽提。
4、加工性
塑料制品加工時,添加抗氧劑對樹脂黏度和螺桿轉矩都有可能發生改變??寡鮿┡c樹脂熔融范圍假如差別較大,也會產生抗氧劑偏流或抑螺桿現象??寡鮿┑娜埸c低于加工溫度100℃以上時,要先將抗氧劑做成相應的母粒,再和樹脂混合加工制品,以避免因為偏流造成制品中抗氧劑分布不均勻和加工產量下降。
5、環境與衛生性
抗氧劑應無毒或低毒,無粉塵或低粉塵,在塑料制品的加工制造和使用中對人體無有害作用,對動物、植物無危害,對空氣、土壤、水系地無污染。對食品包裝盒、兒童玩具、一次性輸液等間接或直接接觸人體的塑料制品,不但宜選用已經通過美國食品和藥物管理局(FDA)檢驗并許可,或歐共體委員會法令允許的抗氧劑種類,并且添加量應嚴格控制在最大允許限度以內。