高分子防老化

第一類穩(wěn)定劑又稱主抗氧劑，分為三種:

①自由基捕獲體 它能與由熱、光和氧的作用生成的高分子自由基R·或過氧化物自由基ROO·反應(yīng)，生成不能再引發(fā)反應(yīng)的物質(zhì)，例如苯醌就是一種自由基捕獲體。

②電子給予體 為具有能提供電子的一類化合物,如叔胺類。當(dāng)叔胺與自由基 RO2·相遇時，由于電子轉(zhuǎn)移，使活性鏈反應(yīng)終止: ③氫原子給予體 為具有活潑氫原子的一類化合物，它能使自由基R·或RO2·穩(wěn)定化，自身變成一個活性低的、但又能捕獲其他活性基團(tuán)的穩(wěn)定自由基，從而使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)終止。這類抗氧劑常用的有仲芳胺和阻礙酚兩大類。以仲芳胺為例，其"捕捉"高分子自由基從而抑制老化的機(jī)理如下: 第二類抗氧劑又稱輔助抗氧劑，有過氧化物分解劑和金屬離子鈍化劑兩種。過氧化物分解劑如含硫或含磷有機(jī)化合物等能使過氧化物分解成非活性物質(zhì)，從而使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)終止。某些金屬離子的存在對聚合物的自動氧化起著催化作用，同時還能促進(jìn)過氧化物分解為自由基。金屬離子鈍化劑實際上是一些能與金屬離子生成絡(luò)合物的螯合劑，它使金屬離子形成絡(luò)合物而失去其催化作用，如芳香胺、酰胺類等。

不同的抗氧劑并用，可以產(chǎn)生加和效應(yīng)或協(xié)同效應(yīng)，但也可能產(chǎn)生對抗效應(yīng)。

防光氧老化 高分子吸收紫外線后，會使高分子處于高能狀態(tài)，通過光化學(xué)反應(yīng)，引起高分子降解和交聯(lián)，發(fā)生老化現(xiàn)象。防光氧老化可以通過:①光屏蔽作用,是使紫外線不能進(jìn)入高分子內(nèi)部，光氧老化反應(yīng)停留在高分子表面，從而使高分子得到保護(hù)。炭黑、氧化鋅、鈦白粉等都是很好的光屏蔽劑。②紫外線吸收作用，紫外線吸收劑對紫外線有強(qiáng)烈的吸收作用，它們能選擇性地吸收對高分子有害的紫外線，并將它的能量轉(zhuǎn)變成對高分子無害的振動能或次級輻射熒光釋放出來，從而使高分子免遭破壞。大多數(shù)紫外線吸收劑的分子結(jié)構(gòu)都有能在分子內(nèi)部生成氫鍵的共同特征,如2-羥基二苯甲酮(見結(jié)構(gòu)式a)和2-(2′-羥基-5′-甲基苯基)苯并三唑(b):它們的穩(wěn)定作用與氫健的強(qiáng)弱程度有關(guān)，當(dāng)吸收紫外線以后，螯合環(huán)打開;環(huán)重新閉合時，吸收的光能以其他無害的形式釋放出來。因此開環(huán)所需要的能量越多，傳遞給高分子的能量越少，即氫鍵越穩(wěn)定，抗光氧老化的性能就越好。主要的紫外線吸收劑有苯甲酸苯酯、羥基二苯甲酮和苯并三唑等幾類。③猝滅作用，猝滅劑的作用機(jī)理與紫外線吸收劑不同，它并沒有很強(qiáng)的吸收紫外線的能力，而是通過分子間的作用消散能量。鎳的螯合物是一類很好的猝滅劑。

防臭氧老化 通常采用抗臭氧劑如N，N′-二苯基對苯二胺和2,2′-二氨基二苯硫醚等。

高分子防老化是高分子化學(xué)中的一個重要課題。高分子老化主要是熱氧老化和光氧老化;對于不飽和的高分子，臭氧老化也占一定的地位。主要的防老化措施有:①在高分子中添加各種穩(wěn)定劑(高分子防老劑);②用物理方法進(jìn)行防護(hù);③改進(jìn)聚合和加工工藝;④進(jìn)行聚合物的改性。其中，添加穩(wěn)定劑是防老化常用的方法。

防熱氧老化 通常，改進(jìn)加工成型工藝，例如降低加工溫度和受熱時間，避免不必要的露天曝曬，都可以收到防熱氧老化的效果。但更為有效的方法是添加各種防熱氧老化穩(wěn)定劑。穩(wěn)定劑按其穩(wěn)定作用可以分為兩大類:第一類是使活性自由基反應(yīng)終止的自由基鏈破壞劑;第二類為能抑制引發(fā)反應(yīng)發(fā)生的抑制性抗氧劑。