항산화제의 작용 기전 및 실제 응용

Thread Content

이 게시물은 마지막으로 eric420에 의해 2016-11-29 15:13에 수정되었습니다. 항산화제는 일종의 화학 물질로, 폴리머 시스템에 소량만 존재해도 폴리머의 산화 과정을 지연시키거나 억제함으로써 폴리머의 노화를 막고 그 수명을 연장시켜 줍니다. 이를 “노화 방지제”라고도 합니다. 엔지니어링 플라스틱 가공 시, 항산화제는 일부 폴리머(예: ABS 등)의 가공 과정에서 발생하는 열산화 분해를 방지하여 성형 가공이 원활하게 이루어질 수 있도록 해줍니다.항산화제의 첨가량은 보통 0.1-0.5부분에 불과합니다. 이상적인 항산화제는 다음과 같은 조건을 갖추어야 합니다: ① 높은 항산화 능력을 가져야 합니다. ② 수지와의 상용성이 좋아서 분리되지 않아야 합니다. ③ 가공성이 우수해야 하며, 고분자의 가공 온도에서도 증발하거나 분해되지 않아야 합니다. ④ 추출에 대한 저항성이 좋아서 물이나 기름에 용해되지 않아야 합니다. ⑤ 제품에 오염을 일으키지 않도록 색상은 무색이거나 연한 색이어야 합니다. ⑥ 독성이 없거나 낮아야 합니다. ⑦ 가격이 저렴해야 합니다. 사실, 어떤 항산화제도 이러한 조건들을 모두 충족시킬 수는 없습니다. 그래서 실제 사용 시에는 엔지니어링 플라스틱의 종류, 용도, 가공 방법에 따라 다양한 보조제들의 장점을 활용하여 함께 사용함으로써 시너지 효과를 얻습니다. 1. 작용 기전
1) 단쇄형 항산화제를 사용한 중합체의 안정성
항산화제가 연쇄반응의 활성 종들에 미치는 영향을 나타내는 기전으로, 즉 단쇄형 공여체 기전(CB-D)과 단쇄형 수용체 기전(CB-A)이 있다. CB-D 기전의 전형적인 예는 과산화기가 페놀류와 같은 억제제나 방향족 아민류와 반응하는 경우이다.억제제 AH에서 생성되는 것은 오직 기뿐인데, 이 기는 반응식 (1-43)과 같이 과산화물 기 PO2를 제거할 수 있다. 2. 예방적 항산화제를 사용한 고분자의 안정성
예방적 또는 보조적 항산화제는 과산화수소를 분해시킬 수 있으며, 자유라디칼 중간체를 생성하지 않습니다. 따라서 이러한 항산화제들은 과산화수소가 분해되어 자유라디칼이 생성됨으로써 발생하는 사슬 분기 현상을 방지할 수 있습니다. 3. 산화방지제들 간의 상호작용
매우 유명한 예로는, 듀얼 시나몬아실기 티오다이프로필렌카르보네이트(DLTDP)나 듀얼 스테아릴기 티오다이프로필렌카르보네이트(DSTDP)가 공간적 장애를 가진 페놀류와 함께 사용될 때, 특정 고분자의 열안정성을 향상시키는 데 활용된다는 점입니다.상호작용과 관련된 또 하나의 중요한 예는, 폴리올레핀의 용융 안정성을 향상시킬 때 공간적 장애가 있는 페놀류와 인산에스터가 복합적으로 작용하는 경우입니다. 2. 실제 응용 1. 항산화제의 연구 방향은 고효율 다기능 보조제 제품 및 반응형 항산화제 개발으로 전환되었다.중국 본토 시장에는 국내에서 생산된 제품도 있고 수입된 제품도 있습니다. 국산 제품은 향이 강하고 보관하기가 어렵습니다.수입 원산지는 미국, 벨기에, 독일, 스페인입니다.그중 독일산이 가장 많이 사용되는데, 독일산 항산화제의 포장과 품질이 실제 생산에 더 적합하기 때문입니다.독일산으로, 보통 항산화제 BHT라고 불립니다.그중 독일 바이엘사가 개발한 항산화제 BHT는 산업 분야에서 널리 사용되며, 그 상세한 용도는 다음과 같습니다.강조해야 할 점은, 산화방지제는 권장되지 않는다는 것입니다.항산화제 BHT는 플라스틱이나 고무의 산화적 분해를 억제하거나 지연시켜 수명을 연장시킬 수 있습니다. 2. 산화방지제 BHT는 윤활유나 연료유의 산도나 점도가 상승하는 것을 막아줍니다. 3. 항산화제 BHT는 합성고무(스티렌-부타디엔 고무, 니트릴 고무, 폴리우레탄, 시스-폴리부타디엔 등), 폴리에틸렌, 폴리염화비닐의 안정제이기도 합니다. 항산화제 BHT는 고무에 흔히 사용되는 페놀계 노화방지제로서, 천연고무와 시스-폴리부타디엔, 스티렌-부타디엔 고무, 부틸 고무, 이소프렌 고무, 니트릴 고무, 에틸렌-프로필렌 고무 등 각종 합성고무 및 아크릴산에스테르와 라텍스 제품의 열산화 노화를 방지하는 효과가 있습니다. 또한 항산화제 BHT는 구리로 인한 손상을 억제하는 효과도 있으며, 오존 방지제 및 왁스와 함께 사용하면 기후 요인으로부터 가황된 고무가 받는 손상을 막을 수 있습니다. 이 제품은 고무 내에서 잘 분산되므로, 항산화제 BHT를 고무에 직접 혼합하거나 분산액 형태로 라텍스에 첨가할 수 있습니다. 타이어 측면부, 백색·채색·투명색 고무 제품, 유제품, 일용품, 의료용품, 반창고, 고무신발 및 식품용 고무제품 제조에도 활용됩니다. 항산화제 BHT는 합성고무의 후처리 및 저장 과정에서도 안정제로서 사용될 수 있습니다. 4. 항산화제 BHT의 용해도는 다음과 같습니다: 에탄올 25%(20), 콩기름 30%(25), 목화씨유 20%(25), 돼지기름 40%(40). 5. 항산화제 BHT는 식품 첨가물로서 식품의 산패를 지연시킬 수 있다.항산화제 BHT는 동식물 기름 및 동식물 기름이 함유된 식품에 사용됩니다.또한, 항산화제 BHT는 잉크, 접착제, 가죽, 주조, 인쇄업, 도료 및 전자 산업에도 활용될 수 있습니다. 6. 항산화제 BHT도 화장품, 의약품 등의 안정제입니다. 항산화제 BHT의 첨가량: 0.01%~2%. 7. 항산화제 BHT는 다양한 석유 제품에 사용되는 우수한 항산화 첨가제입니다. 항산화제 BHT는 작동 온도가 100도일 때 가장 뛰어난 항산화 효과를 나타냅니다.항산화제 BHT는 터빈 오일, 변압기 오일, 유압유, 열전도유, 브레이크 오일, 스핀들 오일 및 정밀 기계용 오일, 파라핀의 항산화 및 점착 방지제로 널리 사용됩니다.항산화제 BHT는 그대로 사용하거나 모노리스 형태로 만들어 제품에 첨가할 수 있습니다.제품의 내산화 성능을 향상시켜 수명을 연장합니다.항산화제 BHT와 장쇄 알칼리성 ZDDP, TCP 금속 불활성화 방청제를 복합적으로 사용하면 마모에 강한 유압유와 같은 제품을 제조할 수 있습니다.용량은 일반적으로 0.1-1%입니다.