多功能型聚合物稳定剂的研究进展

多功能型聚合物稳定剂的研究进展

21年第 1 01期

郭振宇，玉民，著明 .功能型聚合物稳定剂的研究进展王丁多

多功能型聚合物稳定剂的研究进展郭振宇王玉民丁著明(津合成材料研究所，津 3 00 )天天 0 20

摘要多功能化是聚合物添加剂发展的重要趋势之一，同一分子中引入不同功能性的基团，在是实现多功化的主要途径。本文对该类稳定剂的合成和应用进行了综述，简要介绍了其中一些品种。

关键词紫外线吸收剂；光稳定剂；多功能稳定剂

1前言

注，该类添加剂的研究已成为高分子材料领域中的一个研究热点。2研究概况

聚合物材料在使用过程中受热、、等的作光氧

用发生降解，而使制品变黄，能降低，至失从性甚去使用价值。为此，要添加一种或多种稳定化需添加剂。常用的紫外线吸收剂有苯并三唑类、二苯甲酮类、三嗪类等，以苯并三唑类较多，另外，受阻胺类光稳定剂 ( A_)经常使用。作为抗氧 H I也 S剂使用的有受阻酚类、亚磷酸酯类、硫代酯类等，以受阻酚类使用最广。

为了提高效率，降低成本，功能型稳定剂的多研究一般是在同一分子内引入功能不同的两个或多个功能性基团，发挥各个基团的作用，在许多情

况下还会产生分子内的协同效应，一步提高稳进定剂的效能。按多功能稳定剂分子中功能性基团的不同，可分为下列几类：2 1苯并三唑一受阻酚型多功能稳定剂 .

近年来，随着新材料的出现和成型加工方法的改进，对稳定剂的性能要求越来越高。耐热性塑料发展较快，为提高生产效率，通用塑料普遍采用提高加工温度的方法，就要求添加剂在高温这下减少挥发，以保证产品的性能；外为提高性另能、简化工艺，工业界对多功能稳定剂产品十分关

如前所述，苯并三唑类紫外线吸收剂是广泛应用的一类产品，该类光稳定剂的稳定化机理是当受到紫外线辐射时其分子结构产生变化，有将害的光能转换为热能，而保护了材料：从

H

紫外线N一

热能

对于受阻酚类抗氧剂来说，般是自由基捕一

基 ( O 和羟基自由基 (

O 与抗氧剂作用机理 P ) H )如下：o‘

获机理，烷基过氧化物自由基 ( O )烷氧自由 P 0 ,

p00 + P0 一 十

P∞ H R) H H0H R

p00 R

多功能型聚合物稳定剂的研究进展

6

聚合物与助剂

21年第 1 01期

0

O

o

R

R

为了减少助剂在高温下的挥发，工业界大都采用增大分子量的方法，方面比较成功的一个这例子是将两分子 u v一39用甲醛连结起来制成 2UV一 3 0_】 6 1,

据称该产品可用于聚碳酸酯等在高

温下加工的工程塑料。日本城北化学在这方面已0H

N

碱性催化剂+

+ H(-— ￣I O

一

R

R3N

根据式中 R, 2 R的不同合成出各种不同 R, 3

和 2一特辛基一4一甲基苯酚反应而成。 为了说明 J S A T一5 0的物性，出两个常用 0选的苯并三唑紫外线吸收剂作为对照物，个是 u 一 V一

的化合物，采用示差热重分析法，测定化合物样品在 20 5℃加热 4 r n的重量减少率， 0 i后 a以此比较各

化合物的挥发性。同时测定各化合物在 10 0 g二甲苯中的溶解度，以此作为与塑料相容性的指标。

3 6一个是 u 2, v一24进行试验，关数据列于 3,有从表 1中可以明显看出：A T一50的摩尔 JS 0

表 1中。

经过筛选确定了 J S S0的结构如下： A T0

吸光系数大于其他两个产品。热失重试验表明： 在 2 0C保持 4 m n的条件下， V一36已损失 5￣ 0i u 2 8%, JS 9而 A T一50仅为 6,高分子质量的 u 0%与 V一

2 4相同，明高分子质量化的功效很显著。 3说

t A-,—C h

a

在溶解性试验中 J S A T一50明显高于 u 3 6和 0 V一 2IV一 2 4 J 3

由前面合成反应式可知，A T一50是由 2一 JS 0 (’ 2一羟基一5一特辛基 )’苯并三唑 ( V一3 9 U 2)

表 1紫外线吸收剂的物性比较

为比较耐候性，上述三个样品按照氯丁二把烯 10份，苯 5 0份，定剂 1份的比例配成溶 0甲 7稳

液涂成膜，于室外进行 1 2天的耐候性试验，果结表明，天后 u七 v一3 6和 u 2 V一2 4的膜

已变黄， 3

多功能型聚合物稳定剂的研究进展

21年第 1 01期

郭振字，玉民，王丁著明 .功能型聚合物稳定剂的研究进展多

7

而 J S一5 0的膜 l AT 0 0天后仍完好。 为比较耐热性，用通用的受阻酚抗氧剂选 B T和 1 1 H 00作为对比样，按前述方法制膜，仍进行 10C加热 1 h的试验，果表明 J S 3￣下 0结 A T一5 0 0具有与抗氧剂 11 0 0相同的耐热性。 以上数据说明，A T一5 0由于分子中引入 JS 0

剂的研究还有一些报道[。 , 2 2受阻胺 ( A S一受阻酚型多功能稳定剂 . H L)

受阻胺 (A )光稳定剂是 2 H I类 S 0世纪 7 0年代发展起来的一类新型光稳定剂，稳定机理独其

特，不吸收波长大于 20 m的光，却具有优异它 5n但的稳定性能，已被广泛地应用于塑料工业中。经大量的研究认为在光氧化的条件下， A S可以 H L (至少部分地 )化成硝酰自由基，种硝酰自由转这 基被认为是真正的稳定组分，它可以捕捉自由基， 其机理如下：R

了抗紫外线基团和抗氧性基团，有优异的光稳具定和抗氧性等功能。随着该产品的出现，快就很

有关于将它用于聚合物材料专利的报道。另外，于苯并三唑一受阻酚型多功能稳定关R R

() 0

R

O0一 R

J R0 OR

R= O 4 -R 0H一

R 0

/\

O

OR

最近日本专利报道]含有 H L将 A S和受阻酚结构的化合物聚合为高分子质量的多功能稳定O

剂，结构如下：其

f J( a )~ C—O t—Bu—— —

C H—O—C一( H2 C )

『R

另有报道 _种商品牌号为 Snl S一2 2 ao I 6 6的多功能稳定剂，分子中含有哌啶基团和受阻酚其0

基团其结构如下：

O

(

)~ C—O一 ( ): :

一

C一 ( ) a 2

最近(0 3年 )德国的 C oaS等报道E 20, sK s 利用二苯甲烷二异氰酸酯将受阻酚与哌啶基团连接

起来制成 H L A S一受阻酚型多功能稳定剂。其反应如下：

多功能型聚合物稳定剂的研究进展

聚合物与助剂

21年第 1 01期

+丁一

CH2 -

￣ -O -3 N一

Y

c一一

好

—

Y

该反应所使用的酚类化合物式中所示的 R, R代表特丁基或甲基， R 2当和 R都是特丁基 2时，用的酚即为 2 4一二特丁基苯酚， R为所，当特丁基， 2甲基时即为 2一特丁基一4一甲基苯 R为

(时断裂延伸率降低 5%)此 0为标准进行筛选，结果表明，合物 I[R=R=特丁基，化 D ( 2 X=N u正 B(丁基 )Y=H] 2[ , )和 D R=特丁基， 2 R=甲基， X=N u Y=H效果最好，计其原因可能是分子中 B,]估的正丁基有助于稳定剂与基础聚合物的相容性。 从上述介绍中可以看出，该研究工作的特点

酚，两种原料都是通用化工产品，这国内均有生产并出口。另一个原料二苯甲烷一，’ 4 4一二异氰酸

酯也是易得的原料，啶化合物式中 x代表 O,哌 H, H, B, N N u Y代表 H,甲基等，该类化合物是生产 HL A S光稳定剂的原料，也易得到。 另外，该反应虽然为两步，操作时却只须在但一

在于：原料易得，工艺简化，用性强，实这是合成多功能稳定剂比较好的 …… 此处隐藏：8926字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……