Breve descripción del papel de los antioxidantes en los plásticos y sus principios de selección
La adición de antioxidantes adecuados en el procesamiento de plásticos puede detener o retrasar el proceso de envejecimiento, prolongando así la vida útil de los productos plásticos. La selección de los antioxidantes debe basarse en el tipo de plástico, el equipo de procesamiento, las condiciones del proceso, la variedad de otros aditivos y la cantidad añadida, el entorno en el que se utiliza el producto y la duración del mismo. La elección de los antioxidantes para plásticos debe basarse básicamente en los siguientes principios.
I. Compatibilidad. La compatibilidad entre los polímeros plásticos y los antioxidantes suele ser deficiente, ya que, a altas temperaturas, los antioxidantes y los polímeros se funden y se combinan, y el curado de los polímeros es compatible con las moléculas de antioxidantes en el centro de las moléculas de polímero. Dentro del rango de dosificación de la formulación, el antioxidante debe fundirse a la temperatura de procesamiento. Al diseñar las formulaciones, la elección de antioxidantes sólidos, estabilizadores de la luz, el punto de fusión o el rango de fusión del límite superior no debe ser superior a la temperatura de procesamiento de los polímeros plásticos.
En segundo lugar, la migración. En los productos plásticos, especialmente en aquellos con una relación superficie/volumen (o relación masa) menor, la oxidación se produce principalmente en la superficie del producto, lo que requiere una migración continua de los antioxidantes desde los productos plásticos hacia la superficie del producto para que puedan desempeñar su función. Sin embargo, si la velocidad de migración a la superficie del producto es demasiado rápida, la cantidad de migración es demasiado grande, el antioxidante debe ser volátil a la superficie del producto en el entorno, o el agente de difusión y la superficie del producto entran en contacto con otros medios y se produce una pérdida, que es de hecho inevitable, lo que debe tenerse en cuenta en el diseño de las formulaciones. Cuando se puede elegir entre varias variedades de antioxidantes, se debe elegir una con un peso molecular relativamente alto, un punto de fusión adecuado y determinar la cantidad de antioxidante que se va a utilizar en función del entorno de uso más severo.
En tercer lugar, la estabilidad. Los antioxidantes en los materiales plásticos deben permanecer estables, sin pérdidas por volatilidad en el entorno de uso y en el procesamiento a altas temperaturas, sin decoloración ni cambio de color, sin descomposición (además de la función de los antioxidantes para la estabilización térmica del procesamiento), sin reacciones químicas adversas con otros aditivos, sin corrosión de la maquinaria y los equipos, y sin ser fácilmente extraídos por otras sustancias presentes en la superficie del producto.
En cuarto lugar, la procesabilidad. En el procesamiento de productos plásticos, la adición de antioxidantes a la resina puede alterar la viscosidad y el par de torsión del tornillo. Si la diferencia entre el antioxidante y el rango de fusión de la resina es grande, se producirá un flujo sesgado del antioxidante o un fenómeno de inhibición del tornillo. Si el punto de fusión del antioxidante es inferior a la temperatura de procesamiento de 100 ℃ o más, el antioxidante debe convertirse primero en una mezcla maestra determinada y, a continuación, mezclarse con los productos de procesamiento de resina, con el fin de evitar una distribución desigual del antioxidante en el producto debido al flujo sesgado y la disminución del rendimiento del procesamiento.
Quinto, el medio ambiente y la salud. El antioxidante debe ser no tóxico o de baja toxicidad, no producir polvo o producir poco polvo, no tener efectos nocivos para el cuerpo humano en el procesamiento y uso de productos plásticos, no dañar a los animales y las plantas, y no contaminar el aire, el suelo y el sistema hídrico.