آنتی‌اکسیدان ۲۲۴۶: یک آنتی‌اکسیدان بسیار کارآمد و بدون آلایندگی

الف. معرفی محصول

آنتی‌اکسیدان ۲۲۴۶ یک آنتی‌اکسیدان با کارایی بالا و بدون آلودگی است که عملکرد عالی‌ای دارد. این ترکیب به‌عنوان یکی از برترین انواع آنتی‌اکسیدان‌های فنولی مسدودشده، دارای خواص آنتی‌اکسیدانی برجسته و سازگاری کاربردی گسترده‌ای است و افزودنی مهم و ضروری در حوزه‌های صنعتی مانند لاستیک، پلاستیک و نفت می‌باشد.

II. اطلاعات اولیه

نام شیمیایی: ۲،۲'-متیلن‌بیس(۴-متیل-۶-ترت-بوتیل‌فنول)

CAS: ۱۱۹-۴۷-۱

فرمول مولکولی: C₂₃H₃₂O₂

جرم مولکولی: ۳۴۰٫۵

ساختار مولکولی:

این ترکیب نام‌های متفاوت متعددی دارد، از جمله آنتی‌اکسیدان ۲۲۴۶، ۲،۲'-متیلن‌بیس(۶-ترت-بوتیل-پی-کرزول)، عامل ضدپیری MBP و غیره. در بازار بین‌المللی، نام‌های تجاری مختلفی نیز دارد مانند Vulkanox BKF، Cyanox 2246، Wellnox 2246 و غیره.

III. خواص فیزیکوشیمیایی

ظاهر و حالت

محصول خالص، پودری بلورین و سفید تا سفید مایل به کرم است. در صورت قرار گرفتن طولانی‌مدت در معرض هوا، رنگ آن ممکن است کمی به سمت زرد-صورتی تغییر کند، اما این تغییر رنگ تأثیری بر عملکرد آن ندارد. این محصول بوی فنولی ملایمی دارد.

پارامترهای فیزیکی کلیدی

دمای ذوب: ۱۲۳–۱۳۳°سانتی‌گراد

دمای جوش: ۴۲۸٫۶°سانتی‌گراد (۷۶۰ میلی‌متر جیوه)

چگالی: ۱٫۰۴–۱٫۰۹ گرم بر سانتی‌متر مکعب

دمای اشتعال: ۱۸۱–۱۹۵°سانتی‌گراد

چگالی ظاهری: ۳۰۰–۳۰۸ کیلوگرم بر متر مکعب

فشار بخار: کمتر از ۱ هکتوپاسکال

حلالیت

آنتی‌اکسیدان ۲۲۴۶ در حلالیت خود در حلال‌های مختلف، انتخاب‌پذیری مشخصی از خود نشان می‌دهد. این ترکیب به‌راحتی در حلال‌های آلی متعددی از جمله استون (۱۷۵ گرم بر ۱۰۰ میلی‌لیتر، ۲۰°سانتی‌گراد)، اتانول (۱۵۴ گرم بر ۱۰۰ میلی‌لیتر)، استات اتیل (۱۳۴ گرم بر ۱۰۰ میلی‌لیتر)، تولوئن (۶۲ گرم بر ۱۰۰ میلی‌لیتر) و بنزن (۴۶ گرم بر ۱۰۰ میلی‌لیتر) حل می‌شود، اما در n-هپتان (۸ گرم بر ۱۰۰ میلی‌لیتر) حلالیت کمتری دارد و در آب حلالیت بسیار ضعیفی دارد (تنها ۷ میکروگرم بر لیتر، ۲۰°سانتی‌گراد) و از نظر عملی، غیرقابل‌حل محسوب می‌شود.

چهارم. روش سنتز

فرآیند آماده‌سازی آنتی‌اکسیدان ۲۲۴۶ عمدتاً شامل دو مرحله اصلی است:

مرحله ۱: تهیه ماده میانی

با استفاده از پارا-کرزول به عنوان مواد اولیه، ۲-ترت-بوتیل-۴-متیل‌فنول از طریق واکنش آلکیله‌شدن با ایزو بوتیلن در دمای حدود ۶۰ درجه سانتی‌گراد و تحت کاتالیز گر رزین تبادل یونی اسیدی قوی شماره ۷۳۲ تهیه می‌شود. پس از اتمام واکنش، کاتالیزور فیلتر شده و فیلترات حاصل با محلول متانول-هیدروکسید سدیم تیمار می‌شود تا محصول جانبی آنتی‌اکسیدان ۲۶۴ رسوب کند.

مرحله ۲: واکنش تراکم

فنول ۲-ترت-بوتیل-۴-متیل حاصل از واکنش، در محیط واکنشی امولسیون آبی با فرمالدئید پارا (پارافورمالدهید) و در حضور اسید سولفوریک غلیظ و سدیم دودسیل بنزن سولفونات، دچار واکنش کندانسیشن می‌شود. پارامترهای بهینه‌شده فرآیند: نسبت مولی (فنول ۲-ترت-بوتیل-۴-متیل) : (پارافورمالدهید) = ۲ : ۱٫۰۶، دمای واکنش ۸۳ تا ۸۶ درجه سانتی‌گراد، زمان واکنش ۴٫۵ ساعت و بازده بیش از ۷۵٪. پس از خنثی‌سازی محصول واکنش، فیلتراسیون، شستشو، خشک‌کردن، آسیاب و بسته‌بندی، محصول نهایی به‌دست می‌آید.

هر تن از این محصول حدود ۱۶۰۰ کیلوگرم فنول پارا-متیل، ۱۶۰۰ کیلوگرم ایزو بوتیلن و ۴۰۰ کیلوگرم فرمالدئید (۴۰٪) مصرف می‌کند.

و. ویژگی‌های عملکردی

دلیل اینکه آنتی‌اکسیدان ۲۲۴۶ به‌عنوان یک آنتی‌اکسیدان عمومی و گسترده‌الاستفاده شناخته شده است، عمدتاً به‌خاطر داشتن ویژگی‌های عملکردی عالی زیر است:

● پایداری حرارتی بالا: توانایی حفظ اثرات خوب آنتی‌اکسیدانی در محیط‌های دمای بالا

● اثر آنتی‌اکسیدانی قابل‌توجه: عملکرد آنتی‌اکسیدانی آن از آنتی‌اکسیدان ۲۶۴ برتر است

● غیرآلاینده: هیچ‌گونه آلودگی به محصولات ایجاد نمی‌کند، بی‌خطر و غیررنگ‌زا، به‌ویژه برای محصولات روشن‌رنگ و پررنگ مناسب است

● بدون پدیدهٔ بلومینگ: در طول استفاده پدیدهٔ ته‌نشین‌شدن سطحی مشاهده نمی‌شود

● حلالیت خوب در روغن: پراکندگی عالی در ماتریس‌های پلیمری و کاربرد آسان

● بدون از دست دادن فرار: فراریت پایین، ثبات بلندمدت را تضمین می‌کند

● سازگاری عالی: تأثیری بر واکوئل‌شدن و پلاستیسیتهٔ لاستیک ندارد و بر پایداری لاکس تأثیر منفی نمی‌گذارد

● مصرف کم: معمولاً افزودن ۰٫۱ تا ۱٫۰ درصد برای دستیابی به اثر محافظتی خوب کافی است

VI. حوزه‌های کاربرد

۱. صنعت لاستیک

آنتی‌اکسیدان ۲۲۴۶ آنتی‌اکسیدانی ایده‌آل برای لاستیک‌های مصنوعی، لاکس و لاستیک طبیعی است. این ترکیب به‌عنوان یکی از انواع برتر آنتی‌اکسیدان‌های فنولی، در محصولات لاستیکی حاوی آن وظایف زیر را ایفا می‌کند:

ضدپیرایش حرارتی-اکسیداتیو: به‌طور مؤثر رادیکال‌های آزاد موجود در لاستیک را جذب می‌کند، واکنش‌های اکسیداسیون زنجیره‌ای را مهار می‌نماید، فرآیند پیرشدن لاستیک در دماهای بالا را به تأخیر می‌اندازد و از سخت و شکننده شدن لاستیک ناشی از اکسیداسیون جلوگیری می‌کند

پیشگیری از پیرشدن نوری-اُزونی: پایداری لاستیک در برابر عوامل جوی را افزایش می‌دهد و پدیده‌های پیرشدن ناشی از عوامل طبیعی مانند نور خورشید و تغییرات رطوبت را کاهش می‌دهد

پیشگیری از آسیب‌های ناشی از تغییر شکل‌های مکرر: می‌تواند کشسانی لاستیک را افزایش دهد و ترک‌ها و شکستگی‌های ناشی از تنش‌های مکانیکی را کاهش دهد

بی‌فعال‌سازی نمک‌های فلزات چندظرفیتی: محصولات لاستیکی اغلب حاوی یون‌های فلزی چندظرفیتی مانند مس و آهن هستند. آنتی‌اکسیدان ۲۲۴۶ می‌تواند با این یون‌های فلزی واکنش کمپلکس‌سازی داده و ترکیبات پایداری را تشکیل دهد و از اکسیداسیون شتاب‌یافته توسط فلزات جلوگیری کند

به‌ویژه برای محصولات لاستیکی روشن‌رنگ و رنگی، همچنین محصولات لاتکسی غوطه‌ورشده، محصولات لاتکسی پزشکی و بهداشتی و غیره مناسب است

۲. صنعت پلاستیک

در صنعت پلاستیک‌ها، آنتی‌اکسیدان ۲۲۴۶ می‌تواند از پیرشدن حرارتی و نوری انواع پلاستیک‌ها جلوگیری کند. کاربردهای خاص عبارتند از:

پلی‌اولفین‌ها: پلی‌اتیلن، پلی‌پروپیلن

پلاستیک‌های مهندسی: رزین ABS، پلی‌اکسی‌متیلن (POM)، پلی‌اتر کلردار، پلی‌اورتان

سایر موارد: استایرن ضربه‌پذیر، رزین سلولزی

این آنتی‌اکسیدان می‌تواند مقاومت حرارتی محصولات پلاستیکی را به‌طور قابل‌توجهی بهبود بخشد، رنگ و شفافیت محصولات را حفظ کند و عمر مفید آن‌ها را افزایش دهد. دوز مصرفی ۰٫۱ تا ۱٫۰ درصد است.

۳. فرآورده‌های نفتی

به‌عنوان یک افزودنی آنتی‌اکسیدانی برای فرآورده‌های نفتی، آنتی‌اکسیدان ۲۲۴۶ دارای ویژگی‌های زیر است:

• حلالیت خوب در روغن، اثر آنتی‌اکسیدانی عالی
• فرار نشدن، پایداری بالا
• افزایش عمر خدماتی محصولات نفتی (مانند روغن روان‌کار، روغن هیدرولیک، روغن گیربکس و غیره)
• حفظ پایداری ویسکوزیته روغن
• پیشگیری از تشکیل رسوبات و چسبندگی‌ها

کاربردهای دیگر

آنتی‌اکسیدان ۲۲۴۶ را می‌توان در مواد بسته‌بندی مواد غذایی، دستگاه‌های پزشکی و سایر محصولاتی که نیازمند ایمنی بالا هستند نیز به‌کار برد. ویژگی سمیت پایین آن، مزیت قابل توجهی در این کاربردها ایجاد می‌کند.

VII. سمیت و ایمنی

داده‌های سمیت

LD₅₀ خوراکی در موش: ۴۸۸۰ تا ۶۵۰۰ میلی‌گرم بر کیلوگرم

LD₅₀ پوستی در موش: بیش از ۲۰۰۰ میلی‌گرم بر کیلوگرم

بر اساس طبقه‌بندی سمیت حاد، آنتی‌اکسیدان ۲۲۴۶ جزو ترکیبات کم‌سمی است.

گواهی‌نامه‌های مقرراتی

استفاده از آن در مواد بسته‌بندی مواد غذایی در ایالات متحده، آلمان، بریتانیا، ایتالیا، ژاپن و سایر کشورها مورد تأیید قرار گرفته است.

حداکثر دوز مجاز ژاپن: پلی اتیلن و پلی پروپیلن 0.1٪، پلی استیرین 0.4٪، رزین AS 0.6٪، رزین ABS 2٪، پلی وینیل کلرید 2٪

مقررات سازمان غذا و دارو آمریکا: برای پلیولفین های بیش از 0.1%، محصولات نباید با مواد غذایی که حاوی چربی در سطح هستند، تماس داشته باشند.

مطابق با FDA 175.105 (چسب بسته بندی مواد غذایی) و 177.2600 (مواد لاستیکی برای تماس مکرر با مواد غذایی)

VIII. نگهداری و بسته بندی

شرایط ذخیره سازی

محصولات در یک مکان خنک و خشک نگهداری می شوند، از دمای بالا و رطوبت اجتناب می کنند. محصولات بسته بندی شده باید از نور مستقیم خورشید اجتناب کنند. در شرایط مناسب نگهداری، محصولات می توانند ثبات و اثربخشی خود را برای بیش از 12 ماه حفظ کنند.

فرم بسته‌بندی

بسته بندی شده در کیسه های کامپوزیت 20 کیلوگرم، با وزن خالص 20 کیلوگرم در هر کیسه، پوشیده شده با کیسه های پلی اتیلن برای اطمینان از ایمنی محصول در طول حمل و نقل و ذخیره سازی. مشخصات بسته بندی دیگر می تواند با توجه به نیازهای مشتری ارائه شود.

هشدارهای ایمنی

علامت خطر: Xi (مفرج) ، Xn (زیان دهنده)

کد کلاس خطر: R36 (احساس آزار چشم)

دستورالعمل‌های ایمنی: S26 (در صورت تماس با چشم، بلافاصله با مقدار زیادی آب شستشو دهید و به پزشک مراجعه کنید)، S36 (پوشیدن لباس محافظ مناسب)

IX. استانداردهای کیفیت محصول

شاخص‌های فنی اصلی آنتی‌اکسیدان صنعتی ۲۲۴۶ شامل موارد زیر است:

ظاهر: پودر سفید تا سفید کدر

دمای ذوب اولیه: ≥۱۲۰٫۰°C

کاهش وزن در خشک کردن: ≤0.5%

میزان خاکستر: ≤۰٫۳٪

ریزی (از الک ۱۰۰ مش عبور داده شده): ≥۹۹٫۵٪

محتوا: ≥۹۵٫۰٪

X. چشم‌انداز بازار و توسعه

به‌عنوان یک آنتی‌اکسیدان عمومی با کاربرد گسترده، آنتی‌اکسیدان ۲۲۴۶ توسط تعداد زیادی تولیدکننده در سراسر جهان ساخته می‌شود. بر اساس آمار، حدود ۴۳۵ شرکت در سطح جهانی این محصول را تولید می‌کنند که از این تعداد ۳۴۱ شرکت در چین قرار دارند؛ این امر نشان‌دهنده این است که چین به یکی از مهم‌ترین تولیدکنندگان و مصرف‌کنندگان این محصول تبدیل شده است.

با تشدید فزاینده‌ی مقررات زیست‌محیطی و گسترش مستمر حوزه‌های کاربردی صنعتی، آنتی‌اکسیدان ۲۲۴۶ به دلیل سمیت پایین، کارایی بالا و ویژگی‌های غیرآلوده‌کننده‌اش، چشم‌اندازهای گسترده‌ای در صنایعی مانند لاستیک، پلاستیک و نفت دارد. به‌ویژه در مواد بسته‌بندی پیشرفته‌ی غذایی، دستگاه‌های پزشکی و سایر حوزه‌ها با نیازهای امنیتی بسیار بالا، آنتی‌اکسیدان ۲۲۴۶ نقشی حتی مهم‌تر ایفا خواهد کرد.

نتیجه‌گیری

با عملکرد عالی آنتی‌اکسیدانی، سازگاری خوب، سمیت پایین و قابلیت کاربرد گسترده، آنتی‌اکسیدان ۲۲۴۶ به یک افزودنی ضروری و جدایی‌ناپذیر در صنایعی مانند لاستیک، پلاستیک و نفت تبدیل شده است. با پیشرفت علم مواد و گسترش حوزه‌های کاربردی، آنتی‌اکسیدان ۲۲۴۶ بدون شک نقشی حتی مهم‌تر در بهبود کیفیت محصولات، افزایش عمر مفید آن‌ها و ترویج توسعه‌ی صنعتی پایدار ایفا خواهد کرد.