Các chất chống oxi hóa ngăn ngừa hoặc làm chậm quá trình tự oxi hóa của polyme và giảm thiểu các hư hỏng ựi kèm (như mất màu, giảm ựộ bóng, nứt
oxi hóa thường xảy ra theo những cơ chế khác nhau phụ thuộc vào cấu trúc của polymẹ Xúc tác dư và các tạp chất thường xúc tác cho các phản ứng nàỵ Chúng cũng ựược tăng tốc bởi nhiệt hoặc cơ năng tác ựộng trong quá trình sản xuất và gia công polymẹ
Có ba dạng ổn ựịnh ựược sử dụng: ổn ựịnh trước, ổn ựịnh trong khi gia công và ổn ựịnh lâu dàị Hầu hết các chất chống oxi hóa tự oxi hóa và tiêu thụ trong quá trình hoạt ựộng, vì vậy cách thức oxi hóa của phụ gia trong polyme quyết ựịnh hiệu quả của chắnh nó. Một số yêu cầu áp dụng cho chất chống oxi hóa là:
- Phải bền nhiệt và không bay hơi ở nhiệt ựộ gia công
- Phải tan ựược trong polyme và không than hóa ở nhiệt ựộ sử dụng - Phải không màu và sản phẩm oxi hóa của chúng phải ắt có màụ - Các sản phẩm thuỷ phân axit phải không ăn mòn máy móc - Phải không bị tách chiết
- Phải không mùi không vị - Phải không gây ựộc
Các chất chống oxi hóa hoạt ựộng bằng cách làm gián ựoạn quá trình phân hủỵ Chúng bẫy các gốc tự do (chất chống oxi hóa sơ cấp) tạo thành trong polyme khử hidropeoxit thành ancol (chất chống oxi hóa thứ cấp) và làm mất hoạt tắnh của các vết kim loại bằng quá trình tạo phức (tác nhân khử hoạt tắnh kim loại).
Có thể mô tả quá trình quang oxi hóa của polyme hidrocacbon theo chuỗi sau: sự hấp thụ photon của các nhóm mang màu, dẫn ựến quá trình kắch thắch electron của nhóm mang màụ Sự ựứt gãy một số liên kết bởi một phần năng lượng kắch thắch ựể tạo ra các gốc tự do; tiếp tục với các phản ứng của gốc tự do, thường với oxi trong khắ quyển trong các phản ứng dây chuyền. Một lượng lớn các phản ứng thứ cấp có thể xảy rạ
Hình 1.3. Cơ chế hoạt ựộng của phụ gia chống oxi hóa
Một kiểu phân loại thông thường là:
- Chất chống oxi hóa sơ cấp (HA) thường là các chất cho hydrọ Chức năng của chúng theo cơ chế bẻ gãy mạch phản ứng nhờ ngắt các phản ứng phát triển mạch. Tuy nhiên chúng cũng cho phép các hidropeoxit khơi mào mạch ựược tái tạọ Chúng thường bị tiêu hao trong quá trình hoạt ựộng.
- Chất chống oxi hóa thứ cấp (D) phân hủy hidropeoxit thành các sản phẩm không chứa gốc tự dọ Do gốc tự do là nguyên nhân cốt lõi gây nên quá trình phân hủy oxi hoá nên ựây là phương pháp lý tưởng. Chúng thường hoạt ựộng theo cơ chế xúc tác.