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.
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HỐ Chun ngành: Cơng Nghệ Vật Liệu Polymer BÁO CÁO TIỂU LUẬN PHỤ GIA TRONG CÔNG NGHỆ POLYMER ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU VỀ CHẤT CHỐNG OXY HỐ GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS LÊ MINH ĐỨC SINH VIÊN THỰC HIỆN: LÊ VIẾT VIỆT NHÂN HUỲNH TẤN LUÂN LỚP: 12H4LT NỘI DUNG MỞ ĐẦU Q TRÌNH OXY HĨA POLYMER CƠ CHẾ CHỐNG OXY HÓA CÁC LOẠI PHỤ GIA CHỐNG OXY HĨA 22 GIỚI THIỆU • Tất vật liệu polymer (thiên nhiên hay tổng hợp) có phản ứng với oxy • Các phản ứng oxy hóa xảy nhiều tác nhân khác nhau, gọi tượng lão hóa GIỚI THIỆU SẢN XUẤT SỰ OXY HĨA POLYMER BẢO QUẢN GIA CƠNG SỬ DỤNG GIẢM TÍNH CHẤT VẬT LIỆU, GIẢM KHẢ NĂNG SỬ DỤNG Q TRÌNH OXY HĨA POLYMER Polymer có chất khác khả bị oxy hố hay kháng oxy hóa khác Hầu hết polymer tổng hợp sử dụng phụ gia chống oxy hóa Q TRÌNH OXY HĨA POLYMER Dấu hiệu oxy hóa polymer 66 CƠ CHẾ Q TRÌNH OXY HĨA • Xảy chủ yếu theo chế gốc 7 CƠ CHẾ Q TRÌNH OXY HĨA CƠ CHẾ Q TRÌNH OXY HĨA • Cơ chế phân hủy nhiệt nhựa PET CƠ CHẾ CHỐNG OXY HÓA CHỐNG OXY HÓA Chống gây đứt mạch Ngăn ngừa tác nhân Oxy hoá Hỗ trợ lẫn chất chống Oxy hố 10 CƠ CHẾ CHỐNG OXY HĨA Cơ chế chống oxy hóa ngăn ngừa • Chất chống oxy hóa ngăn ngừa phá hủy hydroperoxide mà khơng tạo gốc tự trung gian Do đó, chúng ngăn chặn phân nhánh mạch • Các axit chứa lưu huỳnh chất phân hủy hydroperoxide 17 CƠ CHẾ CHỐNG OXY HĨA Cơ chế chống oxy hóa kết hợp Nhược điểm chế chống oxy hóa • Hình thành sản phẩm mang màu giảm màu sản phẩm • Hạn chế phạm vi sử dụng, sử dụng hệ pigment hay hệ chất độn carbon đen (cao su) • Phenolic gây màu sản phẩm hoạt tính thấp amine Kết hợp chế chống oxy hóa bậc bậc để nâng cao khả chống oxy hóa, cải thiện chất lượng sản phẩm 18 CƠ CHẾ CHỐNG OXY HĨA Cơ chế chống oxy hóa kết hợp • Các phản ứng ổn định chủ yếu đưa hydro vào gốc phenoxy • Khi kết hợp với nhau, gốc peroxy thứ phản ứng với chất chống oxy hóa tách hydro, gốc peroxy thứ công vào nhóm hydroxy chất chống oxy hóa • Phản ứng kết thúc mạch kéo theo cân gốc phenoxy gắn phân tử chất chống oxy hóa để tạo quinone methide phenol gây cản trở khơng gian PHỤ GIA CHỐNG OXY HĨA Các loại phụ gia Dẫn xuất amine - hoạt tính cao - Kháng nhiều tác nhân gây lão hóa - Làm đen sản phẩm - Gồm có họ: + Paraphenylene diamine: hữu hiệu kháng tác nhân lão hố khác có ozone + Các amine dẫn xuất chúng: kháng oxy hố nhiệt khơng kháng ozone, tiêu biểu là: phenyl-β-naphtyl-amine (phòng lão D), aldol-βnaphtylamine (phòng lão A) 20 PHỤ GIA CHỐNG OXY HÓA N-phenyl-N-1,3-dimethylbutyl-p-phenylenediamine phenyl-β- naphthylamine 21 PHỤ GIA CHỐNG OXY HÓA Dẫn xuất phenol -Kém hoạt động amine -Ít làm biến màu sản phẩm, thích hợp cho sản phẩm tiếp xúc với thực phẩm -Gồm loại: + Monophenol: khả chống oxy hố trung bình, tiêu biểu: 2-6-di-tert-butyl-4methyl phenol.(AO-1) + Bisphenol: khả hoạt động lớn monophenol, bay hơn, làm đen sản phẩm, tiêu biểu: 2,2’-methylene bis(4-methyl-6-di – tert-butyl phenol) (AO18) + Phosphite: có tác dụng tốt cao su sống, thêm vào cao su tổng hợp sau giai đoạn polymer hoá, tiêu biểu nhất: tri(nonylphenyl) phosphite (P-3) 22 PHỤ GIA CHỐNG OXY HÓA Bis phenol Phosphite 23 PHỤ GIA CHỐNG OXY HÓA Một số yêu cầu kỹ thuật Tính ổn định màu - Chất chống oxy hóa khơng nên có màu phải làm thay đổi màu polymer - Do hiệu ứng giảm màu mạnh, amine thơm dùng cho elastomer chứa C đen - Các phenol cản trở khơng gian làm thay đổi màu polymer so với amin thơm thân có màu vàng 24 PHỤ GIA CHỐNG OXY HĨA Khả ởn định nhiệt - Các chất ổn định không phân hủy trình xử lý nhiệt khác polymer - Hầu hết chất chống oxy hóa thương mại thỏa mãn yêu cầu nhiệt độ 300oC hay cao thời gian ngắn 25 PHỤ GIA CHỐNG OXY HĨA Sự ởn định thủy phân - Một vài chất chống oxy hóa, phụ thuộc vào cấu trúc hóa học, nhạy với phản ứng thủy phân, phosphite phosphonite - Phản ứng thủy phân chất chống oxy hóa tạo thành chất mang tính acid gây ăn mịn máy móc gia công làm thay đổi màu polymer - Bảo quản phosphite cách thêm vào lượng nhỏ bazơ triisopropanolamin 26 PHỤ GIA CHỐNG OXY HÓA Tính dễ bay - Một vài chất chống oxy hóa dễ bay tách khỏi nhựa nhiệt độ thấp - Cần lựa chọn loại phụ gia có khả bay thấp q trình bảo quản, gia cơng - Ngồi ra, cần quan tâm đến việc mát lượng chất chống oxy hóa giai đoạn cuối trình sản xuất polymer 27 PHỤ GIA CHỐNG OXY HĨA 5. Sự hịa tan polymer, tính tương hợp khuếch tán phụ gia - Các hợp chất chống oxy hóa phân cực sẽ khó hịa tan nhựa khơng phân cực (PP, PE) - Hàm lượng phụ gia vượt giới hạn hịa tan khó tương hợp với polymer Điều phụ thuộc vào nhiệt độ tốc độ khuếch tán phụ gia, tốc độ di chuyển phụ gia nhanh hay chậm tới bề mặt polymer - Tốc độ khuếch tán phụ gia giảm hàm lượng chất chống oxy hóa tăng 28 PHỤ GIA CHỐNG OXY HĨA 6. Sự hịa tan dung mơi khả tạo nhũ tương - Trong vài trường hợp chất chống oxy hóa phải tan monomer hay dung mơi trùng hợp - Khi chất oxy hóa dạng lỏng, sụ kết hợp phụ gia đóng vai trị dung mơi - Trong q trình trùng hợp nhũ tương ABS, thường chất chống oxy hóa thêm vào dạng nhũ tương 29 PHỤ GIA CHỐNG OXY HĨA 7. Sử dụng độ an tồn - Các tính độc hại thông số quan trọng làm hạn chế lựa chọn chất chống oxy hóa - Đối với ứng dụng trọng thực phẩm, nhựa phụ gia phải tuân theo quy định quốc gia, phải quan tâm di chuyển phụ gia vào thực phẩm 30 31 ... PET CƠ CHẾ CHỐNG OXY HÓA CHỐNG OXY HÓA Chống gây đứt mạch Ngăn ngừa tác nhân Oxy hoá Hỗ trợ lẫn chất chống Oxy hoá 10 CƠ CHẾ CHỐNG OXY HÓA Cơ chế chống gây đứt mạch 11 CƠ CHẾ CHỐNG OXY HÓA Theo... peroxy thứ phản ứng với chất chống oxy hóa tách hydro, gốc peroxy thứ công vào nhóm hydroxy chất chống oxy hóa • Phản ứng kết thúc mạch kéo theo cân gốc phenoxy gắn phân tử chất chống oxy hóa. .. chống oxy hóa bậc bậc để nâng cao khả chống oxy hóa, cải thiện chất lượng sản phẩm 18 CƠ CHẾ CHỐNG OXY HÓA Cơ chế chống oxy hóa kết hợp • Các phản ứng ổn định chủ yếu đưa hydro vào gốc phenoxy