1. Первичные стабилизаторы (антиоксиданты)

2. Вторичные

3. Хелатирующие агенты

4. Стабилизаторы галлоидсодержащих полимеров Первичные стабилизаторы (антиоксиданты)

Нашли широкое применение в полимерной химии. Механизм действия антиоксидантов до конца не изучен. В общем случае считается, что антиоксидант проявляет свои защитные свойства при взаимодействии со свободными радикалами с образованием неактивных продуктов.

R∙ + АН → RH + А∙ (неактивный радикал).

Большинство выпускаемых промышленностью антиоксидантов это пространственно затрудненные фенолы или вторичные ароматические амины.

Ароматические амины. К этой группе принадлежат наиболее распространенные противостарители (антиоксиданты), относящиеся к вторичным аминам и диаминам. Они обладают значительной эффективностью, особенно при тепловом старении, но непригодны для получения светлоокрашенных полимеров, так как на свету вызывают их потемнение.

Фенил-β-нафтиламин (неозон Д) п-оксифенил-β-нафтиламин N, N^/ - ди- β,β^/- нафтиламин

(ионол, агидол) 2,2^/ - метиленбис (4-метил-6-третбутилфенол) Тиофенолы

Алкилфенолы

Эти противостарители слабо окрашивают полимерные композиции. Поэтому их применяют в изготовлении светлоокрашенных или цветных полимеров. Однако по защитному действию они уступают аминам. Алкилфенолы оказывают защитное действие при световом старении. Особенно если ОН группа находится в пара-положении. Более активны тиофенолы.

В процессе переработки и эксплуатации стабилизаторы, введенные в полимер, постепенно расходуются: PhOH + ROO∙ → PhO∙ + ROOH

На рисунке показаны кривые окисления полимеров без стабилизатора (нет индукционного периода) и со стабилизатором. Индукционный период пропорционален содержанию антиоксиданта. t = k[AH]. На практике используются синергические смеси фенольных и аминных антиоксидантов:

ВН + ROO∙ → В∙ + ROOH

В∙ + АН → ВН + А∙, где ВН аминный, а АН фенольные антиоксиданты.

Антиоксиданты вводятся в количестве 0,1-0,5% относительно полимера. При введении в большем количестве защитный эффект перестает наблюдаться из-за более преимущественной реакции кислорода с антиоксидантом: О₂ + АН → ООН + А∙.

Аминые и фенольные антиоксиданты относятся к первичным антиоксидантам.

Вторичные стабилизаторы (антиоксиданты)

Это вторая линия защиты полимера. В результате окисления образуются гидроперекиси. Они нестабильны и могут распадаться гомолитически по ОО связи с образованием новых радикалов, которые образуют новую цепь. (Стадия вырожденного инициирования цепи):

ROOH → RO∙ + НО∙.

Для предотвращения деструкции макромолекулы надо подавлять реакцию вырожденного разветвления цепи. Этим занимаются вторичные антиоксиданты: сульфиды, простые тиоэфиры, фосфиты, фосфонаты и др. Механизм их действия:

ROOH + (R'O)₃P → (R'O)₃PO + ROH

To есть вторичные стабилизаторы безрадикально разлагают гидропероксиды. Поэтому в промышленности вводят наряду с первичными антиоксидантами и вторичные.

При использовании фенолов и фосфинов наблюдается синергический эффект.

Физические антиоксиданты

Противостарителям физического действия относятся воскообразные вещества: парафин, петралатум и др.

Эти вещества могут одновременно являться пластификаторами. Они защищают полимер от свето-озонного и атмосферного старения. Они оказывают защитное действие с помощью образования тонкого слоя, через который к полимеру не может проникнуть озон, кислород и другие активные химические агенты