NỘI DUNG MỞ ĐẦU QUÁ TRÌNH OXY HÓA POLYMER CƠ CHẾ CHỐNG OXY HÓA CÁC LOẠI PHỤ GIA CHỐNG OXY HÓA 2 2... Hầu hết các polymer tổng hợp đều sử dụng phụ gia chống oxy hóa.. CƠ CHẾ CHỐNG
Trang 1BÁO CÁO TIỂU LUẬN PHỤ GIA TRONG CÔNG NGHỆ POLYMER
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HOÁ
Chuyên ngành: Công Nghệ Vật Liệu Polymer
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS LÊ MINH ĐỨC
SINH VIÊN THỰC HIỆN: LÊ VIẾT VIỆT NHÂN
HUỲNH TẤN LUÂN
ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU VỀ CHẤT CHỐNG OXY HOÁ
1
Trang 2NỘI DUNG
MỞ ĐẦU
QUÁ TRÌNH OXY HÓA POLYMER
CƠ CHẾ CHỐNG OXY HÓA
CÁC LOẠI PHỤ GIA CHỐNG OXY HÓA
2
2
Trang 3• Tất cả vật liệu polymer (thiên nhiên hay tổng hợp) đều có phản ứng với oxy.
• Các phản ứng oxy hóa xảy ra do nhiều tác nhân khác nhau, còn được gọi là hiện tượng lão hóa.
GIỚI THIỆU
3
Trang 4GIỚI THIỆU
SẢN XUẤT BẢO QUẢN
Trang 5Polymer có bản chất khác nhau thì khả năng bị
oxy hoá hay kháng oxy hóa cũng khác nhau.
Hầu hết các polymer tổng hợp đều sử dụng phụ gia chống oxy hóa.
QUÁ TRÌNH OXY HÓA POLYMER
5
Trang 6 Dấu hiệu của sự oxy hóa polymer
QUÁ TRÌNH OXY HÓA POLYMER
6
Trang 7CƠ CHẾ QUÁ TRÌNH OXY HÓA
• Xảy ra chủ yếu theo cơ chế gốc
7
Trang 8CƠ CHẾ QUÁ TRÌNH OXY HÓA
8
Trang 9• Cơ chế phân hủy do nhiệt của nhựa PET
CƠ CHẾ QUÁ TRÌNH OXY HÓA
9
Trang 10CƠ CHẾ CHỐNG OXY HÓA
Chống gây đứt mạch
CHỐNG OXY HÓA
Ngăn ngừa tác nhân
các chất chống Oxy hoá
10
Trang 111 Cơ chế chống gây đứt mạch
CƠ CHẾ CHỐNG OXY HÓA
11
Trang 12LO I 3 Ạ
• Hấp thụ gốc tự do
Trang 13CƠ CHẾ CHỐNG OXY HÓA
LOẠI 1
• Sử dụng chủ yếu nhóm phenolic
• Nhường hydro linh động cho các gốc này
13
Trang 14ROO* + Ar-OH → ROOH + Ar-O*
ROO* + Ar-O* → nonradical
• Hợp chất phenolic 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol (BHT)
14
CƠ CHẾ CHỐNG OXY HÓA
Trang 16CƠ CHẾ CHỐNG OXY HÓA
LOẠI 3
• Theo cơ chế hấp thụ gốc tự do
• Các hợp chất này giúp giảm các phản
ứng gây phân hủy nhựa trong quá trình
gia công
• Ngăn chặn sự tồn tại của các gốc tự do
sau quá trình gia công, hạn chế sản
phẩm bị thoái hóa trong quá trình sử
dụng
16
Do dó các chất chống oxy hóa loại này thường
sử dụng ở các công đoạn gia công cuối cùng.
Trang 17• Chất chống oxy hóa ngăn ngừa phá hủy hydroperoxide mà không tạo gốc tự
do trung gian Do đó, chúng ngăn chặn phân nhánh mạch.
• Các axit chứa lưu huỳnh là chất phân hủy hydroperoxide.
CƠ CHẾ CHỐNG OXY HÓA
2 Cơ chế chống oxy hóa ngăn ngừa
17
Trang 18Kết hợp cơ chế chống oxy hóa bậc 1 và bậc 2 để nâng cao khả
năng chống oxy hóa, cải thiện chất lượng sản phẩm.
CƠ CHẾ CHỐNG OXY HÓA
Nhược điểm của 2 cơ chế chống oxy hóa trên
• Hình thành các sản phẩm mang màu hoặc giảm màu sản phẩm.
• Hạn chế phạm vi sử dụng, chỉ sử dụng trong hệ pigment hay hệ chất độn
carbon đen (cao su).
• Phenolic ít gây mất màu sản phẩm nhưng hoạt tính thấp hơn các amine
3 Cơ chế chống oxy hóa kết hợp
18
Trang 19CƠ CHẾ CHỐNG OXY HÓA
3 Cơ chế chống oxy hóa kết hợp
• Các phản ứng ổn định chủ yếu là đưa hydro vào gốc phenoxy
• Khi kết hợp với nhau, gốc peroxy thứ nhất phản ứng với chất chống oxy hóa và tách 1 hydro, gốc peroxy thứ 2 tấn công vào nhóm hydroxy của chất
chống oxy hóa
• Phản ứng kết thúc mạch kéo theo sự mất cân bằng của 2 gốc phenoxy
được gắn trên phân tử chất chống oxy hóa để tạo quinone methide và
phenol gây cản trở không gian
Trang 20naphtylamine (phòng lão A).
PHỤ GIA CHỐNG OXY HÓA
20
Trang 21phenyl-β- naphthylamine
PHỤ GIA CHỐNG OXY HÓA
21
N-phenyl-N-1,3-dimethylbutyl-p-phenylenediamine
Trang 222 Dẫn xuất phenol
-Kém hoạt động hơn amine
-Ít làm biến màu sản phẩm, thích hợp cho các sản phẩm tiếp xúc với thực phẩm.
+ Phosphite: có tác dụng tốt trên cao su sống, được thêm vào cao su tổng hợp sau giai đoạn polymer hoá, tiêu biểu nhất: tri(nonylphenyl) phosphite (P-3)
PHỤ GIA CHỐNG OXY HÓA
22
Trang 23 Bis phenol
Phosphite
PHỤ GIA CHỐNG OXY HÓA
23
Trang 24Một số yêu cầu kỹ thuật
1 Tính ổn định màu
- Chất chống oxy hóa không nên có màu và phải ít làm thay đổi màu
polymer
- Do hiệu ứng giảm màu mạnh, các amine thơm chỉ dùng cho các elastomer chứa C đen
- Các phenol cản trở không gian ít làm thay đổi màu của polymer so với
amin thơm nhưng bản thân nó có màu vàng
PHỤ GIA CHỐNG OXY HÓA
24
Trang 252 Khả năng ổn định nhiệt
- Các chất ổn định không được phân hủy trong các quá trình xử lý nhiệt
khác nhau của polymer
- Hầu hết các chất chống oxy hóa thương mại vẫn thỏa mãn yêu cầu
này khi ở nhiệt độ 300oC hay cao hơn nhưng có thể chỉ trong thời gian
ngắn
PHỤ GIA CHỐNG OXY HÓA
25
Trang 263 Sự ổn định thủy phân
- Một vài chất chống oxy hóa, phụ thuộc vào cấu trúc hóa học, rất
nhạy với phản ứng thủy phân, như phosphite và phosphonite
- Phản ứng thủy phân chất chống oxy hóa tạo thành các chất mang
tính acid gây ăn mòn máy móc khi gia công và làm thay đổi màu
Trang 274 Tính dễ bay hơi
- Một vài chất chống oxy hóa thì dễ bay hơi và tách khỏi nhựa ngay cả ở
nhiệt độ thấp
- Cần lựa chọn loại phụ gia có khả năng bay hơi thấp trong quá trình bảo
quản, gia công
- Ngoài ra, cần quan tâm đến việc mất mát lượng chất chống oxy hóa ở
những giai đoạn cuối của quá trình sản xuất polymer
PHỤ GIA CHỐNG OXY HÓA
27
Trang 285 Sự hòa tan polymer, tính tương hợp và sự khuếch tán của các
phụ gia
- Các hợp chất chống oxy hóa phân cực sẽ rất khó hòa tan trong nhựa không phân cực (PP, PE)
- Hàm lượng phụ gia vượt quá giới hạn hòa tan thì rất khó tương hợp với
polymer Điều này phụ thuộc vào nhiệt độ và tốc độ khuếch tán của phụ gia, tốc độ di chuyển của phụ gia nhanh hay chậm tới bề mặt polymer
- Tốc độ khuếch tán của phụ gia giảm khi hàm lượng chất chống oxy hóa
tăng
PHỤ GIA CHỐNG OXY HÓA
28
Trang 296 Sự hòa tan trong dung môi và khả năng tạo nhũ tương
- Trong một vài trường hợp chất chống oxy hóa phải tan trong monomer hay dung môi khi trùng hợp
- Khi chất oxy hóa ở dạng lỏng, sụ kết hợp các phụ gia có thể đóng vai trò là dung môi
- Trong quá trình trùng hợp nhũ tương ABS, thường chất chống oxy hóa thêm vào ở dạng nhũ tương
PHỤ GIA CHỐNG OXY HÓA
29
Trang 30- Các tính độc hại là một trong những thông số quan trọng
nhất làm hạn chế sự lựa chọn chất chống oxy hóa
- Đối với các ứng dụng trọng thực phẩm, nhựa và các phụ gia
phải tuân theo các quy định của từng quốc gia, phải quan
tâm sự di chuyển của các phụ gia vào thực phẩm
7 Sử dụng và độ an toàn
PHỤ GIA CHỐNG OXY HÓA
30