Mekanisme kerja antioksidan dan penerapannya dalam praktik

Thread Content

Postingan ini terakhir diubah oleh eric420 pada tanggal 2016-11-29 pukul 15:13. Antioksidan merupakan sekelompok zat kimia yang, ketika ada dalam jumlah sedikit dalam sistem polimer, dapat memperlambat atau menghentikan proses oksidasi polimer. Dengan demikian, antioksidan dapat mencegah penuaan polimer dan memperpanjang masa pakainya. Antioksidan juga dikenal sebagai “zat penghambat penuaan”. Dalam pengolahan plastik teknis, agen antioksidan dapat mencegah terjadinya degradasi oksidatif akibat panas selama proses pengolahan polimer tertentu (seperti ABS), sehingga proses pembentukan produk tersebut dapat berjalan dengan lancar. Jumlah penambahan antioksidan umumnya hanya 0,1–0,5 bagian saja. Antioksidan yang ideal seharusnya memenuhi kondisi-kondisi berikut: ① Memiliki kemampuan antioksidasi yang tinggi. ② Bersifat kompatibel dengan resin, sehingga tidak mengendap. ③ Memiliki kualitas prosesing yang baik; tidak menguap atau terurai pada suhu pemrosesan polimer. ④ Tahan terhadap ekstraksi, dan tidak larut dalam air maupun minyak. ⑤ Warna zat tersebut sebaiknya bening atau berwarna pucat, agar tidak mencemari produk akhir. ⑥ Tidak beracun atau memiliki tingkat toksisitas yang rendah. ⑦ Harganya harus murah. Faktanya, tidak ada antioksidan yang mampu memenuhi semua kondisi tersebut secara sempurna. Oleh karena itu, dalam penggunaannya, seringkali digunakan berbagai bahan tambahan yang memiliki keunggulan masing-masing, sesuai dengan jenis plastik teknis, kegunaannya, dan metode pengolahannya. Dengan demikian, dapat dihasilkan efek sinergis antara berbagai bahan tersebut. I. Mekanisme kerja
1. Stabilitas polimer yang menggunakan antioksidan tipe rantai terputus
Mekanisme kerja antioksidan ini berkaitan dengan cara antioksidan menghambat reaksi-reaksi spesies aktif dalam rantai polimer. Ada dua mekanisme utama, yaitu mekanisme pemberi antioksidan tipe rantai terputus (CB-D) dan mekanisme penerima antioksidan tipe rantai terputus (CB-A). Contoh khas dari mekanisme CB-D adalah reaksi antara gugus peroksida dengan inhibitor seperti fenol, serta reaksi antara gugus peroksida dengan amina aromatik. Dari inhibitor AH, hanya gugus yang dapat digunakan untuk menghilangkan satu gugus peroksida PO2, sesuai dengan persamaan reaksi (1-43). 2. Stabilitas polimer berbahan antioksidan premix. Antioksidan preventif atau ko-antioksidan dapat menguraikan hidroperoksida, tanpa membentuk produk antara berupa radikal bebas. Dengan demikian, zat-zat ini dapat mencegah terjadinya percabangan rantai akibat penguraian hidroperoksida menjadi radikal bebas. 3. Kerja sama antara agen antioksidan. Contoh yang sangat terkenal adalah penggunaan DLTDP atau DSTDP, beserta fenol-fenol yang memiliki hambatan spasial, dalam meningkatkan stabilitas termal beberapa polimer. Contoh penting lain mengenai sinergi adalah pada peningkatan stabilitas larutan poliolen; di sini terjadi reaksi antara fenol yang memiliki hambatan spasial dengan fosfit. II. Aplikasi praktis 1. Arah penelitian zat antioksidan kini beralih ke pengembangan produk aditif yang efektif dan serbaguna, serta zat antioksidan tipe reaktif. Di pasar Tiongkok daratan, ada produk yang diproduksi dalam negeri dan juga yang diimpor. Produk buatan dalam negeri memiliki aroma yang lebih kuat, dan sulit untuk disimpan dengan baik. Asal impor berasal dari Amerika Serikat, Belgia, Jerman, dan Spanyol. Di antaranya, produk buatan Jerman paling banyak digunakan, karena antioksidan buatan Jerman memiliki kemasan dan kualitas yang lebih cocok untuk digunakan dalam proses produksi. Buatan Jerman, umumnya disebut antioksidan BHT. Di antaranya, antioksidan BHT yang diciptakan oleh perusahaan Jerman Bayer digunakan secara luas dalam berbagai keperluan industri. Berikut adalah penjelasan mengenai penggunaannya secara rinci. Perlu ditekankan bahwa penghambat oksidasi tidak disarankan. Antioksidan BHT dapat menghambat atau memperlambat proses oksidasi dan degradasi pada plastik atau karet, sehingga memperpanjang masa pakainya. 2. Antioksidan BHT dapat mencegah peningkatan nilai asam atau viskositas pada minyak pelumas dan minyak bahan bakar. 3. BHT merupakan zat penstabil yang digunakan dalam karet sintetis seperti styrene-butadiene, nitrile, poliuretan, dan sebagainya, serta dalam polietilen dan polivinil klorida. BHT merupakan zat anti-penuaan berjenis fenol yang sering digunakan dalam karet. Zat ini dapat melindungi karet alami, karet styrene-butadiene, butyl, isoprene, nitrile, ethylene-propylene, serta produk berbahan dasar akrilik dan lateks dari kerusakan akibat oksidasi termal. BHT juga dapat menghambat kerusakan yang disebabkan oleh tembaga. Jika digunakan bersama dengan zat anti-ozon dan lilin, BHT dapat melindungi karet dari berbagai faktor cuaca yang merusaknya. BHT mudah terdispersi dalam karet; zat ini dapat dicampur langsung ke dalam karet atau ditambahkan ke dalam lateks dalam bentuk dispersi. BHT dapat digunakan untuk membuat dinding sisi ban, berbagai jenis karet berwarna putih, cerah, atau transparan, serta produk karet untuk keperluan sehari-hari, medis, perekat, sepatu karet, dan produk karet untuk makanan. Selain itu, BHT juga dapat digunakan sebagai zat penstabil dalam proses pengolahan dan penyimpanan karet sintetis. 4. Kelarutan antioksidan BHT adalah sebagai berikut: etanol 25% (20°C), minyak kacang kedelai 30% (25°C), minyak biji kapas 20% (25°C), dan lemak babi 40% (40°C). 5. Antioksidan BHT, sebagai bahan tambahan makanan, dapat memperlambat proses pembusukan makanan. Antioksidan BHT digunakan dalam lemak hewani dan nabati, serta makanan yang mengandung lemak hewani dan nabati. Selain itu, antioksidan BHT juga dapat digunakan dalam tinta, bahan perekat, kulit, proses pengecoran, industri pewarnaan, cat, dan industri elektronik. 6. Bahan antioksidan BHT juga berfungsi sebagai bahan penstabil dalam kosmetik, obat-obatan, dan sebagainya. Jumlah penambahan antioksidan BHT: 0,01%-2%. 7. Antioksidan BHT merupakan bahan tambahan antioksidan yang sangat efektif untuk berbagai produk minyak bumi. Efektivitas antioksidan BHT mencapai puncaknya pada suhu 100 derajat Celsius. Antioksidan BHT digunakan secara luas dalam minyak turbin, minyak transformator, minyak hidraulik, minyak pemanas, cairan rem, minyak untuk mesin presisi, serta sebagai bahan antioksidan dan penghambat pembentukan getah pada parafin. Antioksidan BHT dapat ditambahkan ke dalam produk secara langsung atau dalam bentuk larutan induk. Untuk meningkatkan kemampuan antioksidan produk, sehingga memperpanjang masa pakainya. Penggunaan kombinasi antara antioksidan BHT dengan ZDDP dan TCP yang bersifat basa serta ber rantai panjang sebagai bahan penghambat korosi, dapat digunakan untuk membuat oli hidraulik tahan aus dan produk serupa. Dosisnya umumnya 0,1–1%.