高分子材料助剂论文.doc

宁波大学答题纸(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TheReviewofAntioxidantAbstract:,classification,: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。,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。、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、***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***大小,可分为着***抗氧剂(或称污染性抗氧剂)和非着***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。,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***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