抗酸化剤の作用機序と実用例

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この投稿は、2016年11月29日15時13分にeric420によって最終的に編集されました。抗酸化剤とは、化学物質の一種で、ポリマー系内にごく少量存在するだけで、ポリマーの酸化反応を遅らせたり抑制したりすることができます。これによりポリマーの老化を防ぎ、その使用寿命を延ばすことができます。また、「防老化剤」とも呼ばれています。 工程プラスチックの加工において、酸化防止剤はABSなどの一部のポリマーが加工過程で熱酸化によって分解するのを防ぎ、成形加工がスムーズに行われるようにします。抗酸化剤の添加量は、一般的に0.1～0.5部程度です。 理想的な抗酸化剤には、以下の条件が求められる：①高い抗酸化能力を持つこと、②樹脂との相溶性が良く、析出しないこと、③加工性が良好で、ポリマーの加工温度において揮発や分解しないこと、④抽出耐性が高く、水や油に溶けないこと、⑤製品を汚染しないよう、無色または淡色であることが望ましいこと、⑥無毒または低毒性であること、⑦価格が安いこと。 実際、どの抗酸化剤もこれらの条件をすべて満たすことはできない。そのため、実用においては、エンジニアリングプラスチックの種類、用途、加工方法に応じて、さまざまな添加剤の長所を活かして組み合わせて使用し、相乗効果を生み出すのが一般的である。 一、作用機序 1、断鎖型抗酸化剤を使用したポリマーの安定性 抗酸化剤が連鎖反応の活性種に及ぼす影響のメカニズムとして、断鎖型供与体メカニズム（CB-D）および断鎖型受容体メカニズム（CB-A）がある。CB-Dメカニズムの典型的な例は、過酸化基とフェノール類などの阻害剤、次いで芳香族アミン類との反応である。阻害剤AHから生じるのは、反応式(1-43)のように過酸化基PO2を1つ消去できる基のみである。 2、予防型抗酸化剤を用いた高分子の安定性 予防型または補助型抗酸化剤は、ヒドロペルオキシドを分解してもラジカル中間体を生成しないため、ヒドロペルオキシドの分解によって引き起こされるラジカルによる鎖の分岐を防ぐことができる。 3、抗酸化剤間の相乗効果 非常に有名な例として、空間的な障害を持つフェノール類と共に、ジシンナミルチオジプロピオネート（DLTDP）やジステアリルチオジプロピオネート（DSTDP）が一部の高分子の熱安定性において利用されていることが挙げられる。協同作用に関するもう一つの重要な例として、ポリオレフィンの溶融安定性を向上させる際に、空間的な立体障害を持つフェノール類とホスファイトが複合的に作用することが挙げられる。 二、実用化 1、抗酸化剤の研究方向は、高性能で多機能な添加剤製品や反応型抗酸化剤の開発へと移行している。中国大陸市場には国産品もあれば輸入品もあり、国産品は臭いが強く、保存が難しいです。輸入元はアメリカ、ベルギー、ドイツ、スペインです。その中で、ドイツ製が最も多く使用されており、それはドイツ製の抗酸化剤の包装や品質が実際の生産に適しているからです。ドイツ製で、一般的には抗酸化剤BHTと呼ばれます。その中で、ドイツのバイエル社が開発した抗酸化剤BHTは工業分野で広く使用されており、以下にその詳細な用途を示します。強調しておかなければならないのは、酸化防止剤は推奨されないということです。抗酸化剤BHTは、プラスチックやゴムの酸化分解を抑制または遅らせ、使用寿命を延ばすことができます。 2、抗酸化剤BHTは、潤滑油や燃料油の酸価や粘度の上昇を防ぐことができる。 3、抗酸化剤BHTは、合成ゴム（ブタジエンスチレン、ニトリル、ポリウレタン、イソプレンなど）、ポリエチレン、ポリ塩化ビニルの安定剤でもある。抗酸化剤BHTはゴムによく使用されるフェノール系の防老化剤であり、天然ゴム、イソプレン、ブタジエンスチレン、ブチル、イソアミル、ニトリル、EPDMなどの合成ゴム、アクリル系樹脂およびラテックス製品の熱酸化劣化を防ぐ効果がある。さらに抗酸化剤BHTは銅による損傷を抑制する能力も持ち、抗オゾン剤やワックスと併用することで、気候要因が硫化ゴムに与えるダメージを防ぐことができる。この製品はゴム中に容易に分散し、抗酸化剤BHTは直接ゴムに混合されるか、分散体としてラテックスに加えられる。タイヤのサイドウォール、白色、鮮やかな色、透明な色の各種ゴム製品やラテックス製品、さらには日用品、医療衛生用品、テープ、ゴム靴、食品用ゴム製品の製造にも利用される。また、抗酸化剤BHTは合成ゴムの後処理や保管時の安定剤としても使用される。 4、酸化防止剤BHTの溶解度は：エタノール25％（20）、大豆油30％（25）、綿実油20％（25）、豚脂40％（40）である。 5、抗酸化剤BHTは食品添加物として、食品の酸化を遅らせることができる。抗酸化剤BHTは、動植物性油脂や、動植物性油脂を含む食品に使用されます。また、抗酸化剤BHTは、インク、接着剤、皮革、鋳造、染色、塗料、電子工業にも利用される。 6、抗酸化剤BHTも化粧品や医薬品などの安定剤です。 抗酸化剤BHTの添加量：0.01％～2％。7、抗酸化剤BHTは各種石油製品における優れた抗酸化添加剤であり、100度の温度で最も優れた抗酸化効果を発揮する。抗酸化剤BHTは、タービンオイル、変圧器オイル、油圧油、断熱油、ブレーキオイル、シャフトオイルや精密機械用オイル、パラフィンの抗酸化・防ゲル剤として広く使用されています。抗酸化剤BHTは、直接またはマスター液にして製品に添加することができる。製品の耐酸化性を向上させ、使用寿命を延ばすためです。抗酸化剤BHTと長鎖アルカリ性ZDDP、TCP金属不活性化防錆剤を複合して使用することで、耐摩耗性の高い hydraulic oilなどの製品を調製することができる。使用量は一般的に0.1～1％です。