Introduktion
Antioxidanter kan användas som stabiliserande tillsatser iC9-hydrerat petroleumhartsoch hartsinnehållande formuleringar. Deras effektivitet beror på hartskvalitet, antioxidantkemi, belastning, kompatibilitet, bearbetningsförhållanden och den fullständiga formuleringen.
Olika antioxidantklasser ger olika stabiliseringsfunktioner under oxidativ nedbrytning, och deras val bör återspegla de specifika harts- och formuleringskraven.
Varför oxidativ stabilitet fortfarande är viktig i hydrerade hartssystem
C9-hydrerade petroleumhartser är kolvätehartser som härrör från C9-rika petrokemiska råvaror och därefter hydrerade. Kommersiella kvaliteter varierar i sammansättning och grad av hydrering.
Hydrogenering minskar omättnad i förhållande till prekursorhartset. Detta kan förbättra oxidativ och färgstabilitet i förhållande till motsvarande prekursor eller mindre hydrerade kvaliteter, även om effekten beror på hartssammansättning och hydreringsgrad.
Antioxidantkraven förblir kvalitets-, process- och formuleringsspecifika även efter hydrering.
Oxidativt åldrande kan bidra till förändringar i färg och materialegenskaper. Dessa effekter är formuleringsberoende och bör utvärderas under tillämpningsrelevanta förhållanden.
Hur antioxidanter fungerar i hartsinnehållande formuleringar
Antioxidanter är stabiliserande tillsatser som används för att hämma oxidativ nedbrytning under bearbetning, lagring eller service.
Oxidativ nedbrytning kan ske genom radikala kedjereaktioner. Olika antioxidantklasser verkar i olika stadier av denna process:
Primära kedjebrytande antioxidanter avbryter radikalförökningen.
Sekundära antioxidanter kan sönderdela hydroperoxidmellanprodukter.
Primära och sekundära antioxidanter kan kombineras i vissa formuleringar för att tillhandahålla komplementära stabiliseringsfunktioner.
Hindrade fenoliska antioxidanter
Hindrade fenoliska antioxidanter är etablerade primära antioxidanter vid polymerstabilisering. De kan avbryta radikalutbredning genom vätedonation från den fenoliska hydroxylgruppen.
Deras effektivitet beror på antioxidantstruktur, hartskvalitet, formulering och användningsförhållanden.
Fosfitantioxidantstabilisering
Fosfiter är etablerade sekundära antioxidanter vid polymerstabilisering. De kan sönderdela hydroperoxidmellanprodukter och kan användas som en del av bredare stabiliseringssystem.
Valet och kombinationen av antioxidantklasser bör återspegla det specifika hartset, den fullständiga formuleringen, bearbetningsförhållandena och slutanvändningskraven.
Antioxidantkompatibilitet och inkorporering
Antioxidanteffektiviteten beror delvis på lämplig inkorporering och kompatibilitet med hartset och andra formuleringskomponenter. Val och laddning av antioxidanter bör valideras för det avsedda hartset och formuleringen.
Snyggt harts kontra färdiga formuleringssammanhang
Tillsats av antioxidanter kan ske i olika stadier:
- Stabilisering av rent kommersiellt harts
- Stabilisering av färdigt lim, beläggning, gummi eller andra sammansatta system
- Tillgänglig produktdokumentation bör granskas innan ytterligare stabilisatorer väljs. Ytterligare val av antioxidanter bör baseras på den fullständiga formuleringen och avsedda bearbetnings- och serviceförhållanden.
I lim, beläggningar, gummiblandningar och andra formulerade system beror antioxidanternas prestanda på den fullständiga formuleringen snarare än påpetroleumhartsensam. Stabiliseringsstrategier kan behandla processstabilitet, termisk-oxidativ stabilitet under lagring eller service, eller båda.
Hur antioxidantprestanda bör utvärderas
Utvärderingen bör återspegla de avsedda bearbetnings-, lagrings- och serviceförhållandena:
- Bearbetningsstabilitet
- Termisk-oxidativ eller färgstabilitet, där det är relevant
- Färdig formuleringsprestanda under applikationsrelevanta förhållanden
Vad formulerare bör verifiera
Harts och stabilisatorinformation
- Exakt C9-hydrerad petroleumhartskvalitet
- Tillgänglig produktstabiliseringsinformation, där tillhandahållen
- Tekniskt datablad (TDS) och säkerhetsdatablad (SDS)
- Antioxidantklass och relevant teknisk vägledning
Formuleringsvalidering
- Avsedd formulering och baspolymer eller bindemedel
- Bearbetnings- och servicevillkor
- Krävs bearbetning, termisk oxidativ och färgstabilitet, där det är relevant
- Antioxidantkompatibilitet eller migrationsbeteende, där det är relevant
- Applikationsspecifika prestanda och myndighetskrav
Slutsats
Antioxidanter stabiliserar C9-hydrerat petroleumharts genom att interferera med oxidativa nedbrytningsvägar genom mekanismer som beror på antioxidantklass. Primära och sekundära antioxidanter utför olika stabiliseringsfunktioner och kan kombineras där så är lämpligt.
Effektiv stabilisering beror på hartskvalitet, antioxidantkemi, kompatibilitet, belastning, bearbetning och serviceförhållanden och den kompletta formuleringen. Prydlig hartsstabilisering och stabilisering av färdig formulering bör därför utvärderas i sina respektive tillämpningssammanhang.
Referenser
- Mildenberg, R., Zander, M., & Collin, G. (1997).Kolvätehartser. Wiley-VCH. DOI: 10.1002/9783527614653
- Lowery, RD (2000). Kolvätehartser. IKirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. Wiley. DOI: 10.1002/0471238961.0825041812152305.a01
- Klemchuk, PP (2000). Antioxidanter. IUllmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH. DOI: 10.1002/14356007.a03_091
- Pospíšil, J. (1988). Mekanistisk verkan av fenoliska antioxidanter i polymerer-En recension.Polymernedbrytning och stabilitet, 20(3–4), 181–202. DOI: 10.1016/0141-3910(88)90069-9
- Scott, G. (Red.). (1990).Mekanismer för polymernedbrytning och stabilisering. Springer Dordrecht. DOI: 10.1007/978-94-011-3838-3
- Földes, E., Maloschik, E., Kriston, I., Staniek, P., & Pukánszky, B. (2006). Effektivitet och mekanism för fosforantioxidanter i polyeten av Phillips-typ.Polymernedbrytning och stabilitet, 91(3), 479-487. DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2005.03.024