مقدمة

مضادات الأكسدة (أو مثبتات الحرارة) هي إضافات تُستخدم لمنع أو تأخير تحلل البوليمرات بفعل الأكسجين أو الأوزون في الغلاف الجوي. وهي أكثر الإضافات استخدامًا في المواد البوليمرية. تتعرض الطلاءات للتحلل بالأكسدة الحرارية بعد تعرضها للخبز في درجات حرارة عالية أو لأشعة الشمس. تؤثر ظواهر مثل الشيخوخة والاصفرار بشكل خطير على مظهر المنتج وأدائه. ولمنع حدوث هذه الظاهرة أو الحد منها، تُضاف مضادات الأكسدة عادةً.

يحدث تحلل البوليمرات بالأكسدة الحرارية بشكل رئيسي نتيجة تفاعل الجذور الحرة المتسلسلة، الناتج عن الجذور الحرة الناتجة عن بيروكسيدات الهيدروجين عند تسخينها. يمكن تثبيط تحلل البوليمرات بالأكسدة الحرارية عن طريق التقاط الجذور الحرة وتحلل بيروكسيد الهيدروجين، كما هو موضح في الشكل أدناه. ومن بين هذه المواد، يمكن لمضادات الأكسدة تثبيط الأكسدة المذكورة أعلاه، ولذلك تُستخدم على نطاق واسع.

أنواع مضادات الأكسدة

مضادات الأكسدةيمكن تقسيمها إلى ثلاث فئات وفقًا لوظائفها (أي تدخلها في عملية الأكسدة الذاتية الكيميائية):

مضادات الأكسدة التي تنتهي بالسلسلة: تعمل بشكل أساسي على التقاط أو إزالة الجذور الحرة الناتجة عن الأكسدة الذاتية للبوليمر؛

مضادات الأكسدة المحللة لبيروكسيد الهيدروجين: تعمل بشكل أساسي على تعزيز التحلل غير الجذري لبيروكسيد الهيدروجين في البوليمرات؛

مضادات الأكسدة التي تعمل على تخميل الأيونات المعدنية: يمكنها تكوين مخلّبات مستقرة مع أيونات معدنية ضارة، وبالتالي تخميل التأثير التحفيزي للأيونات المعدنية على عملية الأكسدة الذاتية للبوليمرات.

من بين الأنواع الثلاثة لمضادات الأكسدة، تُسمى مضادات الأكسدة التي تنتهي بالسلسلة مضادات أكسدة أولية، وتشمل بشكل رئيسي الفينولات المعوقة والأمينات العطرية الثانوية؛ ويُسمى النوعان الآخران مضادات أكسدة مساعدة، تشمل الفوسفيتات وأملاح معادن ثنائي ثيوكاربامات. للحصول على طلاء مستقر يلبي متطلبات التطبيق، عادةً ما يتم اختيار مزيج من مضادات أكسدة متعددة.

استخدام مضادات الأكسدة في الطلاءات

1. يستخدم في الألكيد والبوليستر والبوليستر غير المشبع
في مكونات الألكيد المحتوية على الزيت، توجد روابط مزدوجة بدرجات متفاوتة. تتأكسد الروابط المزدوجة المفردة والمتعددة والمترافقة بسهولة لتكوين بيروكسيدات عند درجات حرارة عالية، مما يجعل اللون أغمق، بينما يمكن لمضادات الأكسدة أن تحلل بيروكسيدات الهيدروجين لتفتيح اللون.

2. يستخدم في تركيب عامل معالجة البولي يوريثان
يشير عامل معالجة البولي يوريثان عمومًا إلى البوليمر الأولي المُكوّن من ثلاثي ميثيلول بروبان (TMP) وثنائي إيزوسيانات التولوين (TDI). عند تعرض الراتنج للحرارة والضوء أثناء عملية التخليق، يتحلل اليوريثان إلى أمينات وأوليفينات، مما يؤدي إلى كسر السلسلة. إذا كان الأمين عطريًا، فإنه يتأكسد ليُصبح كروموفور الكينون.

3. التطبيق في طلاءات المسحوق بالحرارة
مضاد أكسدة مختلط من الفوسفيت عالي الكفاءة ومضادات الأكسدة الفينولية، مناسب لحماية الطلاءات المسحوقة من التدهور التأكسدي الحراري أثناء المعالجة والتصلب والتسخين الزائد وغيرها من العمليات. تشمل تطبيقاته إيبوكسي البوليستر، وإيزوسيانات TGIC المحجوبة، وبدائل TGIC، ومركبات الإيبوكسي الخطية، وراتنجات الأكريليك المتصلبة بالحرارة.

توفر شركة Nanjing Reborn New Materials أنواعًا مختلفة منمضادات الأكسدةللصناعات البلاستيكية والطلاء والمطاطية.

مع الابتكار والتقدم في صناعة الطلاء، ستزداد أهمية مضادات الأكسدة في الطلاء، وسيتسع مجال التطوير. في المستقبل، ستتطور مضادات الأكسدة نحو تحقيق كتلة جزيئية عالية، وتعدد وظائف، وكفاءة عالية، وحداثة، وتركيبية، واستجابة عالية، وحماية بيئية خضراء. يتطلب هذا من الممارسين إجراء بحوث معمقة من حيث الآلية والتطبيق لتحسينها باستمرار، وإجراء بحوث معمقة حول الخصائص الهيكلية لمضادات الأكسدة، ومواصلة تطوير مضادات أكسدة جديدة وفعالة بناءً على ذلك، مما سيكون له تأثير عميق على معالجة وتطبيق صناعة الطلاء. ستُظهر مضادات الأكسدة المستخدمة في الطلاء إمكاناتها الهائلة بشكل متزايد، وستحقق فوائد اقتصادية وتكنولوجية ممتازة.