Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2013 » Август » 22 » Антиоксиданты и антистарители.
12:29
Антиоксиданты и антистарители.

Для повышения срока службы изделий из полимерных материалов, а также, предотвращения негативных изменений структуры и свойств материалов при изготовлении, хранении и применении, в из состав вводят антиоксиданты. Данные соединения не только связывают радикалы, образующиеся при деструкции полимера, но и разрушают образующиеся при этом перекисные соединения, обрывая цепочку радикального механизма термоокислительной деструкции.

На рисунке представлены наиболее типичные представители антиоксидантов, все они также являются ловушками свободных радикалов. В верхней части рисунка представлены окрашенные антиоксиданты, в нижней части три примера неокрашенных. Неокрашенные антиоксиданты применяются для защиты прозрачных полимерных композиций и слабоокрашенных с характерным цветом.

антиоксиданты3

Защитные свойства данных соединений впервые были открыты Ш. Муре и Ш. Дефрессом в 1917г. Для данных соединений характерно не только легкое окисление атомарным кислородом или озоном, но они также катализируют разрушение перекисных соединений. При этом, радикальный центр переходит на молекулу антистарителя. Образующийся при этом радикал имеет сильные стерические препятствия для передачи радикального центра на другие молекулы. Происходит внутренняя рекомбинация молекулы с целью ликвидации радикального центра (внутримолекулярная ОВР). Таким образом, цепной радикальный механизм обрывается.

Как видно из рисунка, все антистарители имеют один или два активных центра, обычно, это аминная (-NH2) или иминная (=NH) группы. Несколько меньшими защитными свойствами обладают гидроксильные (например, гидрохинон), кетонные, сульфидные и другие группы. Достаточно легко окисление происходит по двойным связям. Для увеличения активности антиоксиданта, с данными группировками сопряжены большие пи-электронные системы.

После реакции с кислородом, озоном, радикалом или другим соединением, молекула антиоксиданта превращается в стабильный радикал, который уже практически не может передать реакционный центр по цепному механизму. Это достигается за счет стерических препятствий, вызванных скоплением арильных колец и разветвленных алкильных групп вокруг реакционного центра.

При очень маленьких количествах введенного антиоксиданта, материал не проявляет характерной стойкости. Защитный эффект достигается только при введении минимального достаточного количества данного соединения. Эта концентрация называется "критическая концентрация антиоксиданта.

Для соединений, имеющих два активных центра, вместо одного, критическая концентрация значительно ниже; концентрация, при этом, выражается в молях на единицу массы полимера. Для большинства антистарителей, рабочая концентрация в полимерной композиции лежит в пределах 0,01 – 1,80%. В зависимости от природы и условий работы полимера.

Кроме ловушек радикалов, в состав полимеров вводятся соединения разрушающие гидроперекиси (в основном, это органические сульфиды и фосфиты) с выделение кислорода. При совместном применении двух видов антистарителей, достигается синергетический, то есть, взаимоусиливающий эффект.

Наиболее востребованы антистарители в изделиях из резин, особенно, механически нагруженных. В жесткие пластики, идущие на изготовление массивных изделий, антистарители вводятся, в основном, для предотвращения разрушения при переработки от воздействия высоких температур.

Все антистарители являются значительно более токсичными соединениями, чем сам полимер. А продукты из термического и термоокислительного распада имеют практически непредсказуемый состав. Поэтому, для изготовления медицинского оборудования и посуды, особенно работающей при высокой температуре, используют силиконы, которые практически не нуждаются в антиоксидантах (при температурах до 180-200оС).

Некоторые антиоксиданты, содержащие фенольные группы, используются для изготовления пластиков, контактирующих с пищевыми продуктами, их токсичность невелика. Ароматические амины более опасны для здоровья, многие продукты их распада являются достаточно сильными канцерогенами. Фосфорсодержащие антиоксиданты наиболее опасны, так как, даже в небольших количествах, они действуют на центральную нервную систему. Наиболее опасен трис-(n-нонилфенил)-фосфит, он применяется, например, для защиты резины автомобильных покрышек или пластика уплотнительных прокладок промышленного оборудования и ДВС.

Категория: Полимерные материалы | Просмотров: 2124 | Добавил: Chemadm | Теги: старение полимеров, полимерные композиции, антиоксиданты полимеров | Рейтинг: 4.8/38
Всего комментариев: 2
1
1  
Для консервирования продуктов используются те же антиоксиданты или другие марки?

0
2  
Для предотвращения окисления компонентов пищевых продуктов широко используются различные антиоксиданты. Эти соединения аналогичны по строению и принципу действия антиоксидантам полимерных композиций, основное отличие состоит в степени токсичности. Наиболее перспективными пищевыми антиоксидантами являются моносахариды и некоторые экстракты растительного сырья. Синтетические антиоксиданты для пищевых продуктов используются в количестве 0,001-0,1% от массы продукта. О них поговорим подробнее в соответствующем разделе.

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]