常见抗氧剂特性概述及选取原则
塑料加工中加入少许抗氧剂,可以防止或延迟老化的过程,有效延长塑料制品的使用期。
选取抗氧剂时,主要是应依据塑料材料的类型和型号、加工设备及工艺条件、其他化学添加剂的品种和添加量、制品使用场景及期限等因素等因素确定。选取工业用途的抗氧剂应主要参照这样的原则。
1、相容性
塑料聚合物与抗氧剂的相容性常常欠佳,一般是高温下将抗氧剂与聚合物熔体结合,聚合物固化时将抗氧剂分子相容在聚合物分子中间。在配方用量范围内,抗氧剂在加工温度下要熔融。需要注意,设计配方时,选取固体抗氧剂、光稳定剂的熔点或熔程上限,不得低于塑料聚合物的加工温度。
2、迁移性
塑料制品,特别是表面积与体积比(或质量比)数值较小的制品,氧化一般发生在制品的表面,这需要抗氧剂连续不断地从塑料制品内部迁移到制品表面而起到作用。但假如向制品表面的迁移速度太快,迁移量过大,抗氧剂便要挥发到制品表面的环境中,或扩散剂与制品表面接触的其他介质中而损失,这样的损失实际上是在所难免的,设计配方时进行考虑。当抗氧剂品种有选择的余地时,宜选用分子量相对较大、熔点适当高的种类,并且要以最严酷使用场景为原则决定抗氧剂的用量。
3、稳定性
抗氧剂在塑料材料中应保持稳定,在应用环境下及高温加工过程中挥发损失少,不变色或不显色,不分解(除用于加工热稳定作用的抗氧剂外),不和其他添加剂出现不利化学反应,不腐蚀机械设备,不容易被制品表面的其他物质所抽提。
4、加工性
塑料制品加工时,添加抗氧剂对树脂黏度和螺杆转矩都有可能发生改变。抗氧剂与树脂熔融范围假如差别较大,也会产生抗氧剂偏流或抑螺杆现象。抗氧剂的熔点低于加工温度100℃以上时,要先将抗氧剂做成相应的母粒,再和树脂混合加工制品,以避免因为偏流造成制品中抗氧剂分布不均匀和加工产量下降。
5、环境与卫生性
抗氧剂应无毒或低毒,无粉尘或低粉尘,在塑料制品的加工制造和使用中对人体无有害作用,对动物、植物无危害,对空气、土壤、水系地无污染。对食品包装盒、儿童玩具、一次性输液等间接或直接接触人体的塑料制品,不但宜选用已经通过美国食品和药物管理局(FDA)检验并许可,或欧共体委员会法令允许的抗氧剂种类,并且添加量应严格控制在最大允许限度以内。