مضادات الأكسدة هي مواد قادرة على تأخير أو منع عملية الأكسدة أو الأكسدة الذاتية للبوليمرات أو المطاط. وهي تعمل عن طريق إبطاء أو تثبيط أكسدة المادة، وبالتالي منع الشيخوخة وإطالة عمر البوليمر أو المطاط.
أثناء إنتاج المنتجات المطاطية والبلاستيكية، قد يؤدي تعرض العناصر ذات درجة الحرارة العالية للهواء إلى الأكسدة، مما يتسبب في بهتان اللون وهشاشته، مما يؤثر في النهاية على جودة المنتج. يمكن أن تؤدي إضافة مضادات الأكسدة إلى تخفيف الأكسدة الناتجة عن درجات الحرارة العالية والحفاظ على سلامة اللون. علاوة على ذلك، أثناء استخدام المنتج وتخزينه، يؤدي التعرض للأكسجين والرطوبة والغازات الحمضية في الهواء إلى أكسدة المادة تدريجيًا، مما يؤدي إلى انخفاض الخواص الميكانيكية مثل القوة، وبالتالي التأثير على أداء المنتج. تعمل مضادات الأكسدة بشكل مستمر عن طريق إعاقة عملية الأكسدة، وبالتالي إطالة عمر المنتج.
فهم مبدأ تفاعل الأكسدة ووظيفة مضادات الأكسدة
تتضمن عملية الأكسدة الحرارية للمركبات العضوية سلسلة من تفاعلات سلسلة الجذور الحرة، حيث تنكسر الروابط الكيميائية داخل الجزيئات العضوية بسبب التعرض للحرارة أو الضوء أو الأكسجين، مما يشكل جذور حرة نشطة وهيدرو بيروكسيدات. تخضع الهيدروبيروكسيدات بعد ذلك للتحلل، مما ينتج عنه جذور الأكسجين الهيدروكربونية وجذور الهيدروكسيل. تبدأ هذه الجذور الحرة المزيد من التفاعلات المتسلسلة، مما يؤدي إلى تغييرات هيكلية وخصائص كبيرة في المركبات العضوية.
تعمل مضادات الأكسدة إما عن طريق تحييد الجذور المشكلة حديثًا أو تسهيل تحلل البيروكسيدات المائية، وبالتالي مقاطعة التفاعل المتسلسل. المركبات القادرة على تحييد الجذور الحرة، مثل الأمينات العطرية والفينولات المعوقة ومشتقاتها، تسمى مضادات الأكسدة الأولية. تُعرف المركبات العضوية التي تحتوي على الفوسفور والكبريت، والقادرة على تحلل الهيدروبيروكسيدات، بمضادات الأكسدة المساعدة.