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第37卷第12期
化工技术与开发
Vol37 No 12
2008年12月
Technology Development of Chemical Industry
Dec.2008
抗氧剂及其发展趋势
陈威,邬茂,金炼铁
(武汉工程大学化工与制药学院,湖北武汉430073)
摘要:综述了抗氧剂的种类和作用机理,介绍了抗氧剂的发展趋势。
关键词:抗氧剂;作用机理;发展趋势
中图分类号:TQ314.249
文献标识码:A
文章编号:1671-9905(2008)12-0022-0
大多数工业有机材料如塑料、橡胶、纤维、粘合中的消费量大幅度降低。
剂、食品和饲料等都具有与氧反应的性质。反应后
多酚抗氧剂1010和1076是主导产品,抗氧剂
物质部分改变了其原有属性,如:氧化现象会使聚合1010和1076的化学名分别为四-[3-(3,5-二叔丁基
物退色、失重、失去透明度及表面开裂等,同时会使-4-羟基苯基)丙酸]季成四醇酯和β(3,5-二叔丁基
其机械性能丧失。工业上防止有机物氧化的方法很4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯。抗氧剂1010因其
多,包括聚合物结构改性,通过聚合物的取向获得物分子量高,与塑料材料相容性好,抗氧化效果优异,
理稳定性,加入抗氧剂等。其中,加入抗氧剂是最简成为塑料抗氧剂中消费量较大的产品之一。抗氧剂
便最有效的方法。抗氧剂是指那些能防止或阻缓有1076可以作为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、纤维塑料
机材料氧化的化合物,其应用几乎涉及所有聚合物和各种橡胶的抗氧剂。它具有相容性好,抗氧性能
制品。抗氧剂一般用量较小,大都是具有还原性的高,不着色,不污染,耐洗涤,挥发性小等优点。抗氧
物质。
剂1010的中间体β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙
1抗氧剂的种类
酸甲酯本身也是一种优良的抗氧剂,对聚乙烯、聚丙
烯等塑料,动植物油和橡胶等多种有机高分子化合
抗氧剂的种类很多,按分子结构的不同可分为物具有良好的防老功能,并且它也是生产抗氧剂
以下几类:
1076、259、1098、3125等高档抗氧剂的中间体1リ。
1.1胺类抗氧剂
抗氧剂1010和1076消费量占抗氧剂总消费量的
胺类抗氧剂是应用最早的抗氧剂,主要为二芳40%左右。
基仲胺、对苯二胺、醛胺等。这类抗氧剂抗氧效果虽
氮杂环多酚抗氧剂3114化学名1,3,5-(3,5-
然好,但易产生污染,因此主要用于对制品颜色要求二叔丁基-4-羟基苯基)均三嗪2,4,6(1H,3H
不高的材料。在这类抗氧剂中,受阻胺光稳定剂5H)三酮。它是熔点最高的抗氧剂,熔点为220℃,
( HALS)是一类具有空间位阻效应的有机胺类化合由于分子中含有三嗪结构,所以还具有一定的光稳
物。HALS具有猝灭单线态氧的功能,可使其从激定作用。随着我国塑料加工工艺技术和水平的提
发态转变为基态,在光老化的锥引发前干预光氧化高,抗氧剂3114的消费量将明显增加。
反应的进行,是一种高效的抗氧剂。
1.3亚磷酸酯类抗氧剂
1.2受阻酚类抗氧剂
亚磷酸酯类抗氧剂具有分解氢过氧化物和终止
受阻酚类抗氧剂包括烷基单酚、烷基多酚、硫代自由基链反应的双重功能,主要包括以下产品:
双酚等,其作用是阻止塑料中产生的氧化自由基继
抗氧剂168化学名三(2,4-二叔丁基苯基)亚
续与塑料大分子反应。受阻酚类抗氧剂具有不变磷酸酯,外观为白色结晶状粉末,无味,无毒,挥发性
色,无污染的特点,因而大量用于塑料工业。
小,不溶于水,微溶于醇类,可溶于各种烃类溶剂。
其中,双酚A类品种因分子量较低,挥发性和具有耐高温,耐水解,不变色与不着色的特殊功
迁移性较大,易使塑料制品着色,所以近年来在塑料
作者简介:陈威(1983-),男,湖北武汉人,化工工艺方向研究生
通讯联系人:邬茂,电话15827553246, Email: youxian99@126.om
收稿日期:2008-07-03
第12期
陈威等:抗氧剂及其发展趙势
能?,可保护加工过程中易被氧化的有机聚合物,止剂和氢过氧化物分解剂的双重功能,与炭黑共用
与受阻酚类抗氧剂并用时,更能给予聚合物额外的时显示出优良的协同效应,是一般常用的抗氧剂无
长效保护,抵抗热引发氧化降解。它主要用于聚烯法比拟的。主要用于交联聚乙烯电线电缆、耐热管
烃共聚物、聚碳酸酯及聚酰胺等,与受阻酚类抗氧剂材、热收缩管材等。抗氧剂300对塑料材料的着色
和受阻胺类稳定剂有良好的协同效应。
保护性能不理想,需与DLTP或DSIP进行混配后
抗氧剂618化学名双(十八烷基)季戊四醇二亚使用。
磷酸酯,外观为白色蜡状薄片固体。不溶于水,溶于
硫瞇型酚类抗氧剂主要品种有抗氧剂1035,化
甲醇、丙酮、己烷、萃、氯仿。抗氧剂618主要用于学名2,2-硫代双[3-(3,5二叔丁基4羟基苯基)丙
300℃左右高温加工的塑料材料或制品,能有效提酸乙酯],外观为白色结晶粉末,无味,毒性低,不溶于
高塑料材料的抗高温热氧化能力,同时保持塑料制水,易溶于甲醇、乙醇、甲苯、丙酮等有机溶剂。可广
品的良好外观。
泛用于各种塑料、橡胶、油漆中,还可用于ABS、PS
抗氧剂TNP化学名三(エ基苯基)亚磷酸酯,外PU、PA等,具有良好的抗氧化效果。由于生产抗氧
观为琥珀色粘稠液体,无臭无味无毒,溶于丙酮、乙剂1035的原料为3,5-甲酯和硫二甘醇,其中硫二甘
醇、苯、四氯化碳,不溶于水。贮存时性质稳定,但容醇属于第二类监控化学品,来源有限且价格较高,使
器应密闭,以防吸水。TNP具有不变色,不污染的抗氧剂1035的生产受到原料和成本的限制。
特点,主要用作天然橡胶合成橡胶胶乳、塑料的稳1.5维生素E抗氧荆
定剂和抗氧剂。可赋予合成橡胶良好的耐热性能
维生素E的有效成分为a-生育酚(ATP),ATP
尤其适用于丁苯橡胶,是国内产销量最大的液体抗不仅显示出极高的抗氧活性,而且还可以消除或降
氧剂。
低塑料包装材料中的异味,因此塑料包装业特别是
1.4含硫类抗氬剂
食品和医药的生产厂商对此表现出极大的兴趣。尽
含硫类抗氧剂能分解氢过氧化物,抑制氧化,与管普通维生素E的价格是抗氧剂1076等受阻酚类
酚类抗氧剂有协同效应,且毒性低,气味小。硫类抗的3~4倍,但实际配合成本却低至相应酚类抗氧剂
氧剂的开发进度一直比较慢,国内生产的含硫抗氧的40%,因此具有取代潜力。维生素E具有无毒无
剂按分子结构可以分为硫代酯抗氧剂,硫代双酚抗害的优良性能,是一种“绿色”抗氧剂,是抗氧剂发展
氧剂和硫醚型酚类抗氧剂3个品种。
品种之一。
硫代二丙酸双十二醇酯(DLTP, DLTDP)外观1.6复合类抗氧剂
为白色粉末或片状物,溶于苯、甲苯、丙酮、汽油等溶
复合类抗氧剂由两种(或两种以上)不同类型或
剂,具有分解过氧化物的作用,可作为聚乙烯、聚丙同类型不同品种的抗氧剂复配而成,如1010与168
烯、ABS树脂、聚氯乙烯等的辅助抗氧剂,有不变按不同质量比复合的抗氧剂215、225、561;1076与
色,不污染,高温加工时不分解的特点。硫代二丙酸168复合的抗氧剂900等。复合类抗氧剂的使用效
双十八醇酯(DSTP, DSTDP)外观为白色片状晶体果往往比一个抗氧剂单独使用的效果要好。例如:
或粉末,气味小,毒性低,可溶于苯