TPE该如何选择抗氧剂？一文读懂

护肤品在现在成为了各大年龄层不可或缺的日用品。女性更是采用各种方法去保养、护理，希望维持年轻貌美的外表。而日常生活中的各类塑料弹性体产品，也是一样。需要“保养、护理”才能维持更长久的美丽外观，而维持它们美貌的“护肤品”，就是我们经常说的：抗氧剂。抗氧剂大部分的朋友应该听说过，但其中的机理及选择方式，理解透彻的不多。所以，今天就让我们一起来学习一下高分子材料老化的原因、机理及解决方法！

老化是自然界一个普遍存在的过程，我们身边最常见的就是生命从出生、成长、衰老的过程，就是最典型的的一个老化过程。所以，不管是塑料、弹性体还是金属等材料，也都不可避免地逐渐“老去”！

从制品宏观的性能下降，一定程度上可以从微观的角度去分析。

• 失去光泽，这是制品表面老化的现象；
  

• 黄变 ，意味着聚合物内部的化学键断裂或者颜料发生改变；

• 褪色，说明颜料变色或者损失

• 制品表面粉化，证明聚合物已经严重老化

• 产品力学性能发生变化，如变脆、易断、易碎、破损，表示聚合物内层分子已经发生断裂。

1.宏观分析

因为高分子聚合物在加工、使用过程中，会受到热、氧、水、光、微生物、化学介质等环境因素的综合作用, 其化学组成和结构会发生一系列变化，物理性能也会相应变坏，如发硬、发粘、变脆、变色、失去强度等, 这些变化和现象就称为老化。

其中，阳光（紫外/可见，辐照能量, hv）是光老化的主因；温度（环境温度/表面温度, ΔT）是老化的加速剂；湿度/雨淋（水）是聚合物体系的破坏者；氧气、污染物、杂质是聚合物老化的促进者。

图  老化的影响因素

2.微观分析

高分子聚合物在热或光的作用下会形成激发态的分子，当能量足够高，分子链就会断裂形成自由基，自由基可以在聚合物内部形成链式反应，继续引发降解，也可能引起交联。

罪魁祸首：自由基R●

如果环境中存在氧气或臭氧，还会诱发一系列氧化反应，形成氢过氧化物（ROOH），并进一步分解成为羰基。

如果聚合物中存在残余的催化剂金属离子，或在加工、使用中带入金属离子如铜、铁、锰、钴等，会加速聚合物的氧化降解反应。

俗话说，治病，最重要的就是对症下药！而抗老化的原理也是一样的。诚然，老化是不可避免的，但其老化的速度是可以控制的！

图 年龄一样的两位明星（可以看出保养与不保养的区别）

那材料如何防治老化？在我们这行业中，见效快、最常见的就是在材料中添加抗氧剂：比如，加入紫外线吸收剂及屏蔽剂、受阻胺光稳定剂、淬灭剂（已经非常少使用）等。

图  抗氧剂作用机理

那抗氧剂是如何发挥作用的呢？作用机理、作用位置、保护效果如何？其中在加热过程中需要热氧保护，这个时候主要是抗氧剂在发挥作用；在使用过程中，主要是紫外线吸收剂或受阻胺类光稳定剂发挥作用，提供长期热氧保护和光老化保护。

表 抗氧剂的作用机理及主要用途

抗氧剂从发现、使用到现在已经有200多年的时间，品种多达数千，因此如何选择抗氧剂需要我们颇费一番功夫。

当然回归正题，如何选择抗氧剂才是我们最关心的一个点！比说，选择的时候：我们要考虑抗氧剂：

以弹性体为例：

如苯乙烯类弹性体中，SBS因含有双键，所以它具有差的高温性能，差的UV稳定性，差的热稳定性，在这些情况下,力学性能会明显下降。所以，从其降解原因出发，可以选择受阻胺光稳定剂。

当然除了从机理出发考虑抗氧剂的选取原则，还需要通过以下的一些因素去考虑：

• 是否满足材料高温加工及剪切？
  

• 是否环保、无毒？

• 是否会影响产品透明性？

• 耐油性？耐水抽提性？

• 抗氧剂之间的复配问题?

• 成本问题?

• 抗老化性能如何？

• 融指是否影响？

• 氧化诱导情况

• 是否析出？

注：由于文章篇幅有限，所以更多关于如何选择抗氧剂的原则，可以扫一扫加小编微信，可以给大家发电子档。

文章内容参考严兵与《2014年第一届TPE技术与应用研讨会》，艾邦高分子编辑整理

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始发于微信公众号：艾邦高分子