[VERNIEUWEN] De drie soorten antioxidanten uitgelegd

Bijgewerkt juni 2026 · Beoordeeld door het technische team van Nanjing Wellt Chemicals

Antioxidanten voor kunststoffen zijn additieven die oxidatie tegengaan, zodat polymeren niet broos, geel of zwak worden. Het kiezen van de juiste antioxidanten voor kunststoffen draait niet om het onthouden van een lijst met merknamen, maar om het begrijpen van drie functies. Elk additief in deze categorie polymeeradditieven valt in een van de volgende drie categorieën: het wegvangen van vrije radicalen, het afbreken van hydroperoxiden, of een combinatie van beide in een synergetisch systeem. Als je dat begrijpt, kun je de juiste antioxidant kiezen (een sterisch gehinderd fenol , een fosfiet of een kant-en-klaar mengsel) zonder te hoeven gokken.

Kunststofoxidatie en de rol van antioxidanten

Polyolefinen zoals polypropyleen (PP) en polyethyleen (PE) hebben veel voordelen: ze zijn relatief goedkoop, hebben een lage dichtheid en zijn behoorlijk sterk. Hun grootste nadeel is echter de aanwezigheid van een polymeerketen die uitsluitend bestaat uit koolstof- en waterstofatomen, die gemakkelijk reageren met de omgeving, met name zuurstof. Hitte en mechanische afschuiving bij temperaturen die typisch zijn voor extrusie, zorgen er bijvoorbeeld voor dat waterstof dissocieert en vrije radicalen genereert. Wanneer deze vrije radicalen zich hechten aan nabijgelegen zuurstofmoleculen, vormen ze peroxyradicalen die vervolgens de waterstofatomen uit aangrenzende polymeerketens trekken. Peroxyradicalen vormen uiteindelijk hydroperoxiden, die het proces vervolgens herhalen door zichzelf te dissociëren en zo nog meer vrije radicalen en zuurstofmoleculen te vormen. Deze zelfversterkende, kettingreactiecyclus staat bekend als auto-oxidatie. Omdat auto-oxidatie exponentieel actiever is bij hogere temperaturen, zal het polymeerketens splitsen, waardoor het molecuulgewicht daalt, de smeltstroom toeneemt en uiteindelijk verkleuring, verlies van treksterkte en rekbaarheid, en broosheid optreedt.

Antioxidanten stoppen deze auto-oxidatiereacties. In de meest algemene zin zijn antioxidanten additieven – of stabilisatoren – die in sporenhoeveelheden aan kunststoffen worden toegevoegd om te voorkomen dat polymeren degraderen en hun functionaliteit verliezen wanneer ze aan zuurstof worden blootgesteld. Antioxidanten beschermen plastic tegen polymeeroxidatie, die zelfs na de synthese en na het smelten doorgaat wanneer de polymeeronderdelen in een toepassing worden gebruikt. Deze effecten – het verlies van de fysische eigenschappen van het materiaal – treden lang op voordat er waarneembare fysieke veranderingen aan het onderdeel zelf zijn. Materiaaldegradatie vindt plaats via thermische oxidatie. Volgens ScienceDirect , een veel geciteerd onderzoek waarin de redactie van het tijdschrift een samenvatting gaf van de functionaliteit van materiaaladditieven in verschillende kunststoffen, zijn stabilisatoren nodig omdat degradatie optreedt vanaf het moment dat de hars wordt gesmolten. Het is daarom cruciaal dat het antioxidant in het plastic bestand is tegen de zware omstandigheden waaraan het plastic gedurende slechts enkele minuten tijdens het smeltproces moet worden blootgesteld, en gedurende vele jaren tijdens de uiteindelijke toepassing. Geen enkel antioxidantmolecuul kan beide fasen even goed aan – dat is waar de verschillende soorten antioxidanten een rol spelen. Bij Wellt hanteren we één vaste regel: antioxidanten voor polymeren zijn stabilisatoren die polymeren beschermen. Ze worden toegevoegd omdat de oxidatie van polymeren – een vrije-radicale kettingreactie die begint bij de polymerisatie en thermisch sneller verloopt – de mechanische eigenschappen en de gebruikswaarde ongemerkt aantast, lang voordat het onderdeel er beschadigd uitziet.

Type 1: Primaire antioxidanten (gehinderde fenolen)

Primaire antioxidanten zijn radicalenvangers, ook wel ketenbrekende antioxidanten genoemd. De dominante chemische reactie hier is die met het sterisch gehinderde fenol, een molecuul waarvan de omvangrijke tert-butylsubstituenten een zeer reactieve hydroxylgroep afschermen. Deze hydroxylgroep doneert een waterstofatoom aan een peroxyradicaal, waardoor een agressief vrij radicaal in een stabiel molecuul verandert en één voortplantingsstap wordt onderbroken. Die sterische hindering maakt het verschil: het vertraagt ​​de eigen oxidatie van het fenol, waardoor het molecuul lang genoeg blijft bestaan ​​om jarenlang waterstofatomen te blijven doneren. Daarom vormen sterisch gehinderde fenolen de basis voor thermische stabiliteit op lange termijn. Kies je de verkeerde primaire antioxidant, dan kan een onderdeel jaren eerder defect raken, omdat de kettingreactie ongecontroleerd doorgaat zodra het fenol is verbruikt. Het is essentieel om het restgehalte fenol boven de 0.05% te houden om dit te voorkomen.

Wat is een gehinderd fenol-antioxidant?

Een sterisch gehinderd fenol-antioxidant is een antioxidant dat een of meer fenolgroepen bevat, maar waarbij er een bulksubstituent aanwezig is op de ortho-posities ten opzichte van de hydroxylgroep(en), waardoor het antioxidant een zeer effectieve en hardnekkige waterstofatoomdonor is. In de praktijk zijn de twee meest gebruikte antioxidanten Irganox 1010, een sterisch gehinderd fenol met een hoog moleculair gewicht , en Irganox 1076 met een lager moleculair gewicht.

De afweging is eenvoudig: het hoge molecuulgewicht van Irganox 1010 zorgt voor een lage vluchtigheid en is bestand tegen verlies tijdens hete verwerking, maar het migreert minder gemakkelijk in dunne films, terwijl Irganox 1076 zich gemakkelijker verspreidt en migreert.

Een mythe die we beter kunnen ontkrachten, is dat een additief met een hoog moleculair gewicht nooit uit het product verdwijnt. Een peer-reviewed onderzoek naar 20 antioxidanten in kunststof materialen die in contact komen met voedsel (PMC, 2024) toonde aan dat Irganox 1010 het antioxidant was met de grootste migratie in de vetsimulanttests (0.29 mg/kg, gevolgd door Irganox 1076 en Irgafos 168). Een hoog moleculair gewicht minimaliseert weliswaar de vervluchtiging en vermindert dus de migratie naar vette voedselsimulanten, maar elimineert deze niet volledig. Bovendien is er een wettelijke drempelwaarde voor deze migratie waarmee kopers rekening moeten houden. Kleinere fenolen zoals gebutyleerd hydroxytolueen (BHT) zijn geschikt voor minder extreme toepassingen, maar verdampen te snel bij een langere levensduur. Een ander nadeel van fenolen: ze worden gebruikt om hitte/oxidatieve afbraak tegen te gaan, niet UV-straling, waarvoor lichtstabilisatoren nodig zijn. Aminen (een andere familie van primaire antioxidanten) bestrijden ook hitte/oxidatie, maar veroorzaken vergeling/vlekken en worden voornamelijk gebruikt voor zware toepassingen en rubber.

“Op de werkvloer is fenol je verzekering voor de komende tien jaar, niet voor de komende tien minuten. Mensen die vergeling wijten aan ‘te weinig fenol’ hebben meestal te weinig fosfiet tijdens het proces.”

Type 2: Secundaire antioxidanten (fosfieten en thioesters)

[VERNIEUWEN] Irgafos 168: Gebruik, voordelen en specificatiesGeschreven door Adria
23 september 2025

Secundaire antioxidanten werken precies andersom: in plaats van radicalen te vangen, verwijderen ze de hydroperoxiden die deze radicalen achterlaten, waardoor ze worden afgebroken tot stabiele producten voordat ze zich kunnen splitsen in twee gloednieuwe radicalen. Zoals BASF de chemie beschrijft, reageert deze klasse, de fosfieten en thioesters, met hydroperoxiden tot niet-radicale producten. Er zijn twee subfamilies en het verwarren ervan is een veelgemaakte fout bij de selectie. Als de secundaire antioxidant verkeerd wordt gekozen, verkleurt het onderdeel tijdens extrusie bij hoge temperaturen – een kostbaar probleem dat Wellt het vaakst tegenkomt bij auto-onderdelen en verpakkingsmaterialen die boven de 250 °C worden verwerkt.

Wat doet een fosfiet-antioxidant tijdens extrusie?

Tijdens het extrusieproces voert het fosfiet-antioxidant Irgafos 168 het grootste deel van de strijd aan het front: het breekt de hydroperoxiden af ​​die onder invloed van hitte en schuifkracht ontstaan. Dit proces zorgt voor de stabiliteit van de smeltstroom en voorkomt de vergeling die heldere, witte onderdelen zo kan ontsieren.

De kanttekening is natuurlijk dat de opslag van fosfiet van belang is. Omdat fosfiet kan hydrolyseren in vochtige omstandigheden ( onderzoek van de Manchester Metropolitan University naar fosfiethydrolyse toont aan dat er synergetische mengsels en hydrolysebestendige kwaliteiten bestaan ​​juist omdat ruw fosfiet tijdens opslag kan afbreken), moet het luchtdicht en droog worden bewaard of moet een hydrolysebestendige kwaliteit worden gekozen. Voor prestaties die een lange levensduur bij hoge temperaturen vereisen, nemen zwavelester (thioester) antioxidanten zoals DLTDP en DSTDP het over waar fosfiet tekortschiet. Een verwante hulpstofklasse zijn metaaldeactivatoren, die worden gebruikt om katalytische metaalionen (koper en dergelijke) te complexeren die veel voorkomen in draad- en kabelsamenstellingen.

Type 3: Synergetische systemen (mengsels en co-stabilisatie)

Ten derde zijn er bewust gecombineerde systemen, combinaties van de eerste twee. In de praktijk kopen de meeste bedrijven deze systemen. Omdat een primair fenol en een secundair fosfiet bescherming bieden in verschillende fasen van de levenscyclus van het polymeer (eerst onder invloed van hitte en afschuiving tijdens de verwerking, daarna onder geleidelijke degradatie tijdens gebruik), profiteert u van een systeem dat beide aspecten bestrijkt. Synergetische voordelen zijn aangetoond: in veldproeven verhoogden stabilisatiepakketten met een synergetisch effect van gehinderd fenol en fosfiet de oxidatie-inductietijd (OIT) van polyolefinebuizen met meer dan 40%, bovenop de prestaties van de afzonderlijke componenten. Dat is de praktische definitie van 1+1>2 in antioxidantsystemen.

Het meest populaire kant-en-klare antioxidantsysteem is zonder twijfel Irganox B215, een 1:2-mengsel van Irganox 1010 en Irgafos 168. Als fabrikant van deze samengestelde antioxidantmengsels is ons beste advies: als er geen specifieke reden is om de twee componenten afzonderlijk toe te voegen, gebruik dan een van onze voorgemengde synergistensystemen. Deze voorkomen weegfouten, garanderen vaste verhoudingen en lossen op als één korrel. Alleen in zeer specifieke gevallen kan een afwijking van de standaard 1:2-verhouding gerechtvaardigd zijn. Dosering is hierbij cruciaal: te weinig secundaire additieven leiden tot kleurverlies tijdens de verwerking; bij een dosering boven de 0.3% kunnen additieven uitlogen of een witte gloed veroorzaken – een afweging die Wellt maakt bij het samenstellen van een samengesteld pakket.

Het juiste type antioxidant kiezen op basis van polymeer en toepassing.

De keuze voor het juiste antioxidanttype hangt af van twee variabelen: uw verwerkingstemperatuur en de gewenste levensduur. Voor de meeste polyolefinen kunt u beginnen met een mengsel van fenol en fosfiet in een concentratie van 0.05–0.2%; voeg een thioester toe voor toepassingen bij hoge temperaturen en een metaaldeactivator voor draden en kabels. De selectie komt neer op twee vragen: bij welke verwerkingstemperatuur werkt u en hoe lang moet uw onderdeel meegaan? De onderstaande Polymer-to-Antioxidant Type Selector – onze 10-Resin Antioxidant Map – geeft suggesties voor startpakketten. De doseringen zijn generalisaties voor de industrie en dienen als uitgangspunt; ze variëren afhankelijk van de precieze polymeerkwaliteit, het proces en de geometrie van het eindproduct.

Werkvoorbeeld: Stel dat u 1,000 kg PP moet samenstellen voor algemene spuitgiettoepassingen en u kiest ervoor om een ​​synergetisch antioxidantpakket van type B215 te gebruiken met een totale additiefconcentratie van 0.1%. Dit komt neer op 1,000 kg * 0.001 = 1 kg van het mengsel per batch. Deze 1 kg van het mengsel zou ongeveer 0.033% Irganox 1010 en 0.067% Irgafos 168 in een verhouding van 1:2 opleveren. Als het onderdeel hittebestendigheid vereist, bijvoorbeeld een clip onder de motorkap van een auto, kunt u dit verhogen tot tussen 0.2% en 0.3%, waarbij u een deel van het fosfiet vervangt door een thioester om de hittebestendigheid te verbeteren. Antioxidanten worden meestal toegevoegd als antioxidant-masterbatch of als onderdeel van een kunststof-antioxidantpakket, zodat de kleine dosis gelijkmatig in de hars wordt verdeeld.

Als familie van antioxidanten bieden kunststofadditieven thermische bescherming tegen hitte op verschillende plaatsen. Dezelfde antioxidantadditieven die worden gebruikt in bouw- en verpakkingsproducten stabiliseren ook organische substraten zoals kunststoffen die worden gebruikt in medische apparaten, synthetische vezels, polyurethaanschuim en bouw- en constructieprofielen. Fosfieten zijn het meest effectief voor de verwerkingsstabiliteit en helpen verwerkers bij de verwerking en bescherming van polymeren zoals polyethyleen en PP-kunststof, terwijl fenolen de afgewerkte kunststofproducten beschermen gedurende de gehele levensduur van het plastic. Sommige kunststofadditieven kunnen migreren (bloeien) bij overmatig gebruik (overdosering), dus het doel is een zo laag mogelijk gebruik dat het onderdeel beschermt tegen oxidatie bij hoge temperaturen - de meeste kunststofonderdelen vereisen zeer kleine hoeveelheden antioxidanten, in percentages die veel lager zijn dan 1%.

📐 Technische opmerking

Ontdek de essentiële Ultranox™ 626 antioxidant: uw complete gids voor 2024Geschreven door Adria
23 september 2025

Als er PP-vezels of -tape worden gebruikt, houd het antioxidantgebruik dan onder de ~0.1% van het totale gebruik en gebruik fosfieten; het toevoegen van te veel antioxidanten van het fenoltype kan leiden tot roze verkleuring wanneer het plastic wordt blootgesteld aan grote hoeveelheden verbrandingsgassen, vooral in toepassingen waar het product wordt opgeslagen en kan worden blootgesteld aan gassen die vrijkomen bij de verbranding van aardgas, enz. U kunt de oxidatieprestaties van verschillende antioxidanten in ons laboratorium testen volgens ASTM D3895 met behulp van de DSC-methode voor een snelle meting.

Veelvoorkomende selectiefouten (uit de praktijk)

De drie belangrijkste oorzaken van problemen en/of klachten met antioxidanten zijn: 1- overmatig gebruik, 2- het optioneel achterlaten van fosfieten, en 3- hydrolyse van fosfieten.

• Overmatige dosering - de hogere hoeveelheid antioxidant die aan het plastic wordt toegevoegd, levert geen evenredig voordeel op in de vorm van betere prestaties en kan leiden tot uitbloeiing, waardoor het onderdeel een doffe uitstraling krijgt en platen in de mallen en apparatuur die voor de verwerking van het onderdeel worden gebruikt, kunnen ontstaan.
• Het beschouwen van secundaire antioxidanten (fosfieten) als optioneel - Veel verwerkers zijn van mening dat fosfieten niet nodig zijn in hun samenstelling om kosten te besparen. De algehele bescherming van de kunststofonderdelen is echter afhankelijk van slechts één van de antioxidanten. Om het product tijdens het proces te beschermen, kan er tijdens de extrusie ernstig kleurverlies optreden als een fosfiet-antioxidant wordt weggelaten. Fosfieten fungeren namelijk als verwerkingshulpstof die de kleur en helderheid van producten tijdens het extrusieproces beschermt.
• Opslag en hantering van fosfieten: Veel bedrijven hebben open verpakkingen fosfieten in hun voorraad. Dit is een directe oorzaak van hydrolyse van het fosfiet bij blootstelling aan vocht. Gebruik daarom een ​​afgesloten en droge opslagruimte of koop een kwaliteit die bestand is tegen hydrolyse.

In een voorbeeldscenario extrudeerde een kunststofrecycler afgedankt PP in twee stappen, wat resulteerde in een verhoogde smeltstroom en grijs gekleurde onderdelen. Na toevoeging van ongeveer 0.2% van een synergetisch antioxidantenmengsel werd het gerecyclede product hersteld tot de oorspronkelijke smeltstroom en mechanische eigenschappen. Dit is een routinematige correctie op productielijnen voor recycling die PP-regranulaat verwerken bij ongeveer 230 °C. Herhaalde verhitting zoals deze leidt tot het verlies en de migratie van additieven, zoals gedocumenteerd bij kunststofadditieven.

Vooruitzichten voor regelgeving en recycling: wat verandert er?

De grootste veranderingen in de kunststofindustrie – niet nieuwe chemische processen, maar regelgeving, duurzaamheid en circulariteit: deze factoren leiden tot een groter gebruik van gerecyclede materialen en beïnvloeden daardoor de soorten additieven die kunststofverwerkers voor hun producten kunnen selecteren. Materialen voor contact met levensmiddelen die in de VS worden geproduceerd, moeten worden samengesteld met kwaliteiten die zijn goedgekeurd volgens 21 CFR 178.2010, de FDA-lijst van antioxidanten en stabilisatoren voor polymeren , met het EU-equivalent in Verordening 10/2011. Hoewel gangbare antioxidanten zoals Irganox 1010 en Irgafos 168 in deze databases staan, vereist de regelgeving naleving van migratielimieten. Daarom zijn de eerdere migratiegegevens cruciaal bij de selectie van antioxidanten, met name voor 2026.

Recycling is een betere keuze. Bij mechanische recycling van plastic blijft het aanwezige antioxidant behouden, maar wordt het wel verbruikt: elke verwerkingsstap voegt extra thermische belasting toe, waardoor een deel van de stabilisator wordt afgebroken. Zoals PLASTICS opmerkt over gerecyclede voedselverpakkingen , laat standaard mechanische recycling de aanwezige antioxidanten intact in plaats van ze te herstellen. Recyclers moeten daarom nieuwe stabilisator toevoegen om de smeltstabiliteit te herstellen. Een OECD-rapport uit 2026 over de validatie van de chemische samenstelling van gerecycled plastic wijst in dezelfde richting en koppelt de traceerbaarheid volgens EU EN 15343 aan gerecycled materiaal dat geschikt is voor contact met levensmiddelen. Als u een project met gerecycled materiaal plant voor 2026, vergeet dan niet om een ​​synergistpakket met een hogere dosering in uw kostenberekening op te nemen en controleer de regionale regelgeving voor contact met levensmiddelen voordat u de formule definitief vaststelt. (De prognoses voor de omvang van de markt voor antioxidanten in plastic voor 2025 lopen sterk uiteen, van ongeveer $ 2.6 miljard tot $ 5.9 miljard. Beschouw deze cijfers daarom als context, niet als feiten voor uw planning.)

Het risico is concreet en kostbaar: als een niet-conforme kwaliteit wordt gespecificeerd, kan een project voor voedselcontact uit 2026 laat in het kwalificatieproces de migratietest niet doorstaan ​​– een dure fout. Omdat mechanische recycling herhaaldelijk blootstelling aan hoge temperaturen met zich meebrengt, moeten recyclers de materialen opnieuw stabiliseren tegen thermische en oxidatieve degradatie veroorzaakt door hitte. Wellt formuleert verpakkingen van gerecycled materiaal voor toepassingen in de bouw, de automobielindustrie en de medische sector, die moeten voldoen aan 21 CFR 178.2010 en EU EN 15343. Naarmate deze klasse antioxidanten – additieven in de kunststofindustrie die in een groeiend aantal toepassingen worden gebruikt – overgaat op gerecycled materiaal, zijn het de producten die worden vervaardigd met geverifieerde, conforme antioxidantsystemen voor de verwerking en bescherming van de hars, die de audits doorstaan.

Veelgestelde Vragen / FAQ