Antioxidants یا آنتی اکسیدان ها در پردازش های حرارتی به عنوان یک افزودنی پلیمری از تخریب مواد جلوگیری می کنند و عمر محصولات پلاستیکی را نیز افزایش می دهند. از جمله شرایطی که به شدت روی پلیمرها تاثیر گذار هستند عبارت اند از گرمای بیش از حد، تابش خورشید و قرار گرفتن در محیط خورنده. این عوامل باعث می شوند تا تجزیه اکسیداتیو ناشی از رادیکال های آزاد به وجود بیاد. این واکنش به دلیل قرار گرفتن پلیمر در مجاورت ترکیبات گفته شده و برش همولیتیک پیوندهای کربن-کربن و تجمع هیدروژن رخ می دهد. 

آنتی اکسیدان چیست؟

آنتی اکسیدان ها که نوعی تثبیت کننده uv هستند، جلوی سرعت تخریب را می گیرند. پاک کننده های پراکسید و جاذب های رادیکال آزاد از جمله کلاس های اصلی آنتی اکسیدان ها هستند. آنتی اکسیدان اولیه همان پاک کننده های رادیکال آزاد و آنتی اکسیدان ثانویه همان پاک کننده های پراکسید هستند. 

به طور کلی پلیمرها چه از نوع مصنوعی و چه از نوع طبیعی، در برابر اکسیداسیون واکنش هایی مانند کاهش استحکام کششی و ضربه ای، تغییر رنگ، از بین رفتن شفافیت شده و خواص خود را از دست می دهند. متداول ترین روش پایدارسازی پلیمرها، استفاده از آنتی اکسیدان ها است.

خواص آنتی اکسیدان ها

۱٫ظاهری پودری شکل و ذوب آسان 

۲٫در رنگ محصول تغییری ایجاد نمی کند. 

۳٫سمی نیست

۴٫فرار نیست

۵٫اثر تخریب کننده منیزیم، مس و سایر فلزات را متوقف می کند. 

آشنایی با انواع آنتی اکسیدان 

آنتی اکسیدان های اولیه

این نوع از آنتی اکسیدان ها در مقابل واکنش ختم زنجیره ای با رادیکال های تکثیر کننده زنجیره که شامل الکوکسی، هیدروکسی و پراکسی می شود، واکنش نشان می دهد. آنتی اکسیدان های اولیه با اهدای هیدروژن به هیدروکسی آن را تبدیل به آب و با دادن هیدروژن به الکوکسی آن را تبدیل به الکل بی اثر می کند. 

نوع تجاری پاک کننده های رادیکال آزاد از آمین های معطر ثانویه و فنل ها جلوگیری می کنند که ویژگی های مولکولی، ساختار و رزن های متفاوتی دارند. آنتی اکسیدان‌ های فنولی یا اولیه از تخریب پلیمر با نور و اکسیژن جلوگیری می کند. آنتی اکسیدان ۱۰۱۰  Irganox 1010)) و  آنتی اکسیدان ۱۶۸ ( Irganox 168) در این دسته قرار می گیرند. آن ها رایج ترین نوع آنتی اکسیدان در صنعت به شمار می روند. 

آنتی اکسیدان ‌های امینی

از ویژگی های مهم امینی اکسیدان های آمینی، کاهش رد‌های زنجیره‌ ای اکسیداسیون است که به دلیل وجود گروه های آمینی در آن هاست. این ترکیب اثر عوامل اکسیده ‌کننده بر روی پلیمرها را کاهش می دهد. 

آنتی اکسیدان‌ های ثانویه

پاک کننده های پراکسید (آنتی اکسیدانت های ثانویه) وظیفه تجزیه هیدروپراکسیدها (ROOH) را قبل از آن که به رادیکال های آلکوکسی و هیدروکسی تبدیل شوند، بر عهده دارد. ترکیبات سه ظرفیتی فسفر (فسفیت) پر استفاده ترین نوع پاک کننده های پراکسید هستند که با کاهش الکل، تبدیل به فسفات می شوند. 

PR’۳ + ROOH  →POR’۳  + ROH

تی اترها یا سولفیدهای آلی نیز در همین دسته قرار می گیرند. عملکرد آن ها به گونه ای است که دو مولکول هیدروپراکسید تبدیل به الکل کرده و سولفون و سولفوکسیدها را تولید می کنند. 

(ROCOCH2CH2)2S  + ROOH →(ROCOCH2CH2)SO + ROH

مراحل اکسیداسیون پلیمر:

مرحله اول: شروع

RH  →  HO• ,  RO•  ,   ROO• ,   R•

مرحله دوم: انتشار

R • + O2 →   ROO •

ROO • + RH  →   ROOH + R •

مرحله سوم: خود کاتالیزوری

ROOH    →  RO • + HO •

۲ROOH →   RO • +ROO • + H2O

ROOR    →   2RO •

مرحله چهارم: پایانی

ROO • + R • →   ROOR

۲R • →   R-R

کاربردهای مختلف آنتی اکسیدان‌ در صنعت پلیمر

افزودنی های آنتی اکسیدانی در صنعت پلیمر جایگاه ویژه ای دارند. چرا که یا عامل بازدارنده فرایند اکسیداسیون هستند. در واقع در حضور آنتی اکسیدان ها کیفیت محصولات پلاستیکی بالاتر رفته و تخریب آن ها کندتر می شود.

•در برابر خوردگی و تخریب اکسیدی از خواص مکانیکی پلیمرها حفاظت می کند. 

•در برابر نور خورشید از رنگ و ظاهر زیبای پلیمرها حفاظت می کند. 

•در شرایط سخت و محیط‌ های خشن عمر مفید پلیمرها را افزایش می دهد. 

•از تغییر شکل و تخریب آن ها بر اثر حرارت جلوگیری می کند.

سایر کاربردهای آنتی اکسیدان

صنایع غذایی

•حفظ کیفیت و ارزش غذایی

•جلوگیری از اکسیداسیون

•جلوگیری از طعم و بوی نامطبوع و تغییر رنگ 

•افزایش مدت عمر محصولات غذایی

•جلوگیری از تخریب ویتامین ‌ها

•کاهش تلفات و هدر رفت مواد غذایی

•کاهش هزینه ‌های تولید

نانوایی

•به عنوان یک ماده افزودنی

•جلوگیری از اکسیداسیون روغن ‌ها

•جلوگیری از تغییر رنگ و مزه و ایجاد بوی نامطبوع

صنایع دارویی

•جلوگیری از تخریب ویتامین‌ ها

•حفظ ارزش غذایی

•حفظ کیفیت و افزایش عمر مفید

صنایع آرایشی و بهداشتی

•جلوگیری از اکسیداسیون

•بهبود قابلیت نگهداری

•افزایش طول عمر محصولات

•جلوگیری از تخریب ویتامین ‌ها 

نساجی 

•جلوگیری از اکسیداسیون الیاف 

•افزایش طول عمر محصولات نساجی

نتیجه نهایی

تخریب اکسیداسیونی پلیمرها یکی از مشکلات رایج در این صنعت می باشد که به کمک آنتی اکسیدان ها به طور کامل حل شده است. این ماده نه تنها در صنعت پلیمر بلکه در صنایع دیگر نیز کاربرد گسترده ای دارد. از این روی انتخاب تامین کنندگان معتبر آنتی اکسیدان می تواند در کیفیت محصولات مختلفی تاثیر گذار باشد. جهت خرید آنتی اکسیدان با کیفیت بالا با فرسان شیمی تماس حاصل فرمایید.