Wstęp

Przeciwutleniacze (lub stabilizatory termiczne) to dodatki stosowane w celu zahamowania lub opóźnienia degradacji polimerów pod wpływem tlenu lub ozonu w atmosferze. Są to najszerzej stosowane dodatki w materiałach polimerowych. Powłoki ulegają degradacji termicznej w wyniku utleniania po wypaleniu w wysokich temperaturach lub wystawieniu na działanie promieni słonecznych. Zjawiska takie jak starzenie i żółknięcie poważnie wpływają na wygląd i właściwości użytkowe produktu. Aby zapobiec lub ograniczyć występowanie tego zjawiska, zazwyczaj dodaje się przeciwutleniacze.

Degradacja termiczna polimerów w procesie utleniania jest spowodowana głównie łańcuchową reakcją wolnorodnikową, inicjowaną przez wolne rodniki generowane przez wodoronadtlenki podczas ogrzewania. Degradację termiczną polimerów w procesie utleniania można zahamować poprzez wychwyt wolnych rodników i rozkład wodoronadtlenków, jak pokazano na poniższym rysunku. Spośród nich, przeciwutleniacze mogą hamować powyższe utlenianie i dlatego są szeroko stosowane.

Rodzaje przeciwutleniaczy

Antyoksydantymożna podzielić na trzy kategorie według ich funkcji (tj. ich wpływu na proces chemiczny autooksydacji):

przeciwutleniacze kończące łańcuch: głównie wychwytują lub usuwają wolne rodniki powstające w wyniku samoutleniania polimerów;

przeciwutleniacze rozkładające nadtlenki wodoru: głównie wspomagają bezrodnikowy rozkład nadtlenków wodoru w polimerach;

pasywujące przeciwutleniacze na bazie jonów metali: mogą tworzyć stabilne chelaty ze szkodliwymi jonami metali, pasywując w ten sposób katalityczne działanie jonów metali na proces samoutleniania polimerów.

Spośród trzech rodzajów przeciwutleniaczy, przeciwutleniacze kończące łańcuchy nazywane są przeciwutleniaczami pierwszorzędowymi, głównie fenolami z zawadą przestrzenną i drugorzędowymi aminami aromatycznymi; pozostałe dwa rodzaje nazywane są przeciwutleniaczami pomocniczymi, w tym fosforyny i sole metali ditiokarbaminianowych. Aby uzyskać stabilną powłokę spełniającą wymagania aplikacyjne, zazwyczaj wybiera się kombinację wielu przeciwutleniaczy.

Zastosowanie przeciwutleniaczy w powłokach

1. Stosowany w żywicach alkidowych, poliestrowych i poliestrach nienasyconych
W składnikach alkidowych zawierających olej występują wiązania podwójne o różnym stopniu nasilenia. Pojedyncze wiązania podwójne, wielokrotne wiązania podwójne i sprzężone wiązania podwójne łatwo utleniają się w wysokich temperaturach, tworząc nadtlenki, co powoduje ciemnienie koloru, podczas gdy przeciwutleniacze mogą rozkładać wodoronadtlenki, rozjaśniając go.

2. Stosowany w syntezie utwardzacza poliuretanowego
Utwardzacz poliuretanowy (PU) to zazwyczaj prepolimer trimetylopropanu (TMP) i diizocyjanianu toluenu (TDI). Pod wpływem ciepła i światła podczas syntezy żywica poliuretanowa rozkłada się na aminy i olefiny, powodując przerwanie łańcucha. Jeśli amina jest aromatyczna, ulega utlenieniu, tworząc chromofor chinonowy.

3. Zastosowanie w powłokach proszkowych termoutwardzalnych
Mieszany przeciwutleniacz składający się z wysokowydajnych przeciwutleniaczy fosforynowych i fenolowych, odpowiedni do ochrony powłok proszkowych przed degradacją termiczną podczas przetwarzania, utwardzania, przegrzewania i innych procesów. Zastosowania obejmują żywice poliestrowo-epoksydowe, blokowane izocyjaniany TGIC, zamienniki TGIC, liniowe związki epoksydowe oraz termoutwardzalne żywice akrylowe.

Nanjing Reborn New Materials dostarcza różne rodzajeprzeciwutleniaczedla przemysłu tworzyw sztucznych, powłok i gumy.

Wraz z innowacjami i postępem w branży powłok, znaczenie przeciwutleniaczy dla powłok stanie się bardziej oczywiste, a przestrzeń do rozwoju będzie szersza. W przyszłości przeciwutleniacze będą się rozwijać w kierunku wysokiej względnej masy cząsteczkowej, wielofunkcyjności, wysokiej wydajności, nowoczesności, kompozytowości, responsywności i ekologicznej ochrony środowiska. Wymaga to od praktyków prowadzenia dogłębnych badań zarówno pod kątem mechanizmu działania, jak i zastosowania, w celu ciągłego ich ulepszania, prowadzenia dogłębnych badań nad właściwościami strukturalnymi przeciwutleniaczy i dalszego opracowywania nowych i skutecznych przeciwutleniaczy w oparciu o te badania, co będzie miało głęboki wpływ na przetwarzanie i zastosowanie w branży powłok. Przeciwutleniacze w powłokach będą w coraz większym stopniu wykorzystywać swój ogromny potencjał, przynosząc doskonałe korzyści ekonomiczne i technologiczne.