我們接觸塑料或其他高分子聚合物,經(jīng)常聽說抗氧劑。或許也大概明白加抗氧劑是為了抗氧化、抗老化,但可能很大部分朋友還不明白這其中的機(jī)理。今天,我們就一起來學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)高分子材料老化的原因、機(jī)理以及它的解決辦法。
什么是氧化?
專業(yè)解釋:氧化(oxidation),狹義的意思為氧元素與其他的物質(zhì)元素發(fā)生的化學(xué)反應(yīng),也是一種重要的化工單元過程。廣義的氧化,指物質(zhì)失電子(氧化數(shù)升高)的過程。
通俗解釋:風(fēng)吹日曬雨淋、空氣中的氧氣、水力、風(fēng)力侵蝕導(dǎo)致的發(fā)黃、老化、變硬、變脆、變軟、晦暗、生銹等等現(xiàn)象,都可以粗略的歸為氧化。
最好的例子就是切開后的蘋果,在空氣中暴露一段時(shí)間,漸漸變黃的現(xiàn)象。其實(shí),不僅蘋果會(huì)氧化,我們的肌膚也會(huì)氧化,塑料制品、高分子聚合物都會(huì)氧化、老化!老化是自然界一個(gè)普遍存在的過程,我們身邊最常見的就是生命從出生、成長(zhǎng)、衰老的過程,就是最典型的的一個(gè)老化過程。
金屬材料的銹蝕也是一種老化,從閃亮的物體變成銹跡斑斑,直到喪失使用價(jià)值。
高分子聚合物也一樣,在加工、使用過程中,由于受到熱、氧、水、光、微生物、化學(xué)介質(zhì)等環(huán)境因素的綜合作用, 高分子材料的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生一系列變化, 物理性能也會(huì)相應(yīng)變壞, 如發(fā)硬、發(fā)粘、變脆、變色、失去強(qiáng)度等, 這些變化和現(xiàn)象稱為老化。
分子聚合物老化,會(huì)產(chǎn)生什么壞處?
1、降低機(jī)械性能
2、褪色
3、降低透明度
4、發(fā)黃、變老
5、龜裂
6、臭味(醇類、醛類、酮類)
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高分子聚合物老化,什么因素在作怪?
1、聚合物的結(jié)構(gòu):雙鍵、苯環(huán)不夠穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),容易導(dǎo)致高分子分解、黃變
2、聚合物合成中的殘留的雜質(zhì):過氧化物、金屬離子導(dǎo)致高分子降解、黃變
3、氧(空氣) :氧氣,臭氧的存在造成高分子的分解
4、能量:機(jī)械應(yīng)力,熱,紫外線
5、空氣污染: NOx, SOx.
6、水、潮濕:可能導(dǎo)致溶解、析出生物:生物酶導(dǎo)致的降解
為什么高分子會(huì)老化?
高分子聚合物在熱或光的作用下會(huì)形成激發(fā)態(tài)的分子,當(dāng)能量足夠高,分子鏈就會(huì)斷裂形成自由基,自由基可以在聚合物內(nèi)部形成鏈?zhǔn)椒磻?yīng),繼續(xù)引發(fā)降解,也可能引起交聯(lián)。罪魁禍?zhǔn)祝鹤杂苫鵕·
如果環(huán)境中存在氧氣或臭氧,還會(huì)誘發(fā)一系列氧化反應(yīng),形成氫過氧化物(ROOH),并進(jìn)一步分解成為羰基。
如果聚合物中存在殘余的催化劑金屬離子,或在加工、使用中帶入金屬離子如銅、鐵、錳、鈷等,會(huì)加速聚合物的氧化降解反應(yīng)。高分子聚合物可以防止老化。
所以,抗氧劑就成了材料行業(yè)的救命仙丹!
為了防止高分子聚合物老化,可以隔絕光和熱,最重要的是加入抗氧劑!!那么重點(diǎn)來了!高效、正品、質(zhì)量好的抗氧劑哪里找?
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