{"id":5435,"date":"2022-08-05T13:30:37","date_gmt":"2022-08-05T13:30:37","guid":{"rendered":"https:\/\/longchangchemical.com\/?p=5435"},"modified":"2026-04-28T10:42:05","modified_gmt":"2026-04-28T10:42:05","slug":"structure-principle-of-action-and-common-types-of-hals","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/longchangchemical.com\/de\/structure-principle-of-action-and-common-types-of-hals\/","title":{"rendered":"Struktur, Wirkprinzip und g\u00e4ngige Typen von gehinderten Amin-Lichtstabilisatoren (HALS)"},"content":{"rendered":"

Struktur, Wirkprinzip und g\u00e4ngige Typen von gehinderten Amin-Lichtstabilisatoren (HALS)<\/strong><\/h1>\n

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Quick answer:<\/strong> For antioxidant, UV absorber, and HALS topics, formulators usually compare long-term protection, process stability, and color control together because those priorities do not always point to the same additive.<\/p>\n

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In practical weatherability packages, a common combination is UV-Absorber 384-2<\/a> together with Lichtstabilisator 292<\/a> to balance UV screening and radical scavenging.<\/p>\n

Die Funktion von Radikalf\u00e4ngern besteht haupts\u00e4chlich darin, die bei der Lichtalterung von Beschichtungen entstehenden freien Radikale, einschlie\u00dflich Alkylradikale, Alkoxyradikale, Peroxyradikale usw., abzufangen und die weitere oxidative Sch\u00e4digung dieser reaktiven Gruppen an organischen Polymeren zu verhindern. Zu den Radikalf\u00e4ngern geh\u00f6ren die beiden Kategorien gehinderte Phenol-Lichtstabilisatoren und gehinderte Amin-Lichtstabilisatoren (HALS). Ersteres ist eine phenolische Struktur, auf die freie radikale Polymerisation kann eine blockierende Wirkung haben, Lichtstabilisierung Wirkung ist in der Regel nicht so gut wie gehinderte Amin Lichtstabilisator, und als Antioxidans Verwendung ist h\u00e4ufiger. Gehindertes Amin Lichtstabilisator ist eine Klasse von hocheffizienten Lichtstabilisator, ist derzeit eine der am h\u00e4ufigsten verwendeten Lichtstabilisatoren in der Anti-Licht-Alterung von Polymer-Materialien, hat oft eine sehr bedeutende F\u00f6rderung der Polymer-Lichtstabilisierung, durch die Erfassung von Polymer-Photo-Oxidation, Abbau-Prozess von Radikalen und Zersetzung von Alkyl-Wasserstoff-Peroxid, platzen angeregten Zustand Energie und andere M\u00f6glichkeiten, um den Zweck der Lichtstabilisierung von Polymeren zu erreichen, sondern auch Es ist auch eine gemeinsame und effiziente Lichtstabilisator in der aktuellen lichth\u00e4rtenden Beschichtungen.<\/p>\n

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Strukturell gesehen geh\u00f6ren zu den gehinderten Aminen die Piperidin-Reihe, die Imidazolidinon-Reihe, die Azetidinon-Reihe und andere Derivate, wobei die 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-Reihe und die Reihe der substituierten Derivate dominieren; die Grundstrukturen sind in der linken Abbildung (a) und (b) dargestellt.<\/p>\n

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Unter den verschiedenen HALS-Strukturen sind die N-H-Struktur und die N-methylsubstituierten Derivate weit verbreitet, w\u00e4hrend die N-Acetylderivate eine schlechte Leistung aufweisen. Die Tetramethylpiperidin-Struktur hat keine konjugierte Struktur und keine chromogene Gruppe, absorbiert kein Licht mit einer Wellenl\u00e4nge von mehr als 250 nm und hat nicht die Eigenschaften eines Ultraviolett-Absorbers und eines Mittels zum Aufbrechen des angeregten Zustands. Sein Photostabilisierungsmechanismus ist recht komplex, wie in der Abbildung links dargestellt. Es wird allgemein angenommen, dass die gehinderten Amin-Stickstoff-Sauerstoff-Radikale eine direkte Rolle bei der Photostabilisierung von Polymeren spielen, wie in (c) oben links dargestellt. HALS ist nur ein Vorl\u00e4ufer der aktiven photostabilen Struktur, und unter Photooxidationsbedingungen sind oxidierende Spezies wie Ozon, angeregte Singulett-Sauerstoffmolek\u00fcle, Wasserstoffperoxid, Peroxylradikale und Alkylwasserstoffperoxid notwendigerweise im Polymer vorhanden oder werden erzeugt. Die Tetramethylpiperidinstruktur, wie in (a) und (b) oben links gezeigt, ist anf\u00e4llig f\u00fcr die Oxidation durch diese reaktiven Spezies zur Stickstoff-Sauerstoff-Radikalstruktur, wie in (c) oben links gezeigt. Die Nitroxid-Radikalstruktur ist ein relativ stabiles Radikal, das unter herk\u00f6mmlichen Bedingungen isoliert und gereinigt werden kann.<\/p>\n

HALS-Stickstoff-Sauerstoff-Radikale k\u00f6nnen die bei der Lichtalterung entstehenden freien Radikale einfangen und ihre weiteren sch\u00e4dlichen Reaktionen blockieren. Die schematische Darstellung der Wirkung ist oben abgebildet.<\/p>\n

Die durch Photoalterung erzeugten Kettenradikale k\u00f6nnen auch mit Sauerstoffmolek\u00fclen innerhalb der geh\u00e4rteten Folie interagieren, um Peroxylradikale zu bilden, d. h. die Stickstoff-Sauerstoff-Radikale und die Sauerstoffmolek\u00fcle konkurrieren um die Bindung an die Kettenradikale, und die Bindungsreaktion zwischen Sauerstoffmolek\u00fclen und kohlenstoffzentrierten Radikalen wird von der Geschwindigkeitskonstante leicht dominiert. Gl\u00fccklicherweise ist die Diffusion von Sauerstoffmolek\u00fclen in festen Polymerfilmen, insbesondere in vernetzten Polymerbeschichtungen, eingeschr\u00e4nkt, und die Konzentration von Sauerstoffmolek\u00fclen innerhalb des Films ist viel niedriger als die Konzentration von Stickstoff-Sauerstoff-Radikalen. Daher sind die Stickstoff-Sauerstoff-Radikale bei der Schlie\u00dfungsreaktion gegen\u00fcber den Kettenradikalen relativ dominant. Das Nitroxylradikal f\u00e4ngt zun\u00e4chst nur Polymerkettenradikale ein und bildet ein gehindertes Piperidin-Sauerstoff-versiegeltes Polymerkettensegment, das als NOR bezeichnet wird, das auch weiterhin mit den Peroxidradikalen interagieren kann, die durch Photoalterung im Polymersystem erzeugt werden, wobei Peroxidradikale verbraucht und gleichzeitig aktive Nitroxylradikale und gehinderte Aminstrukturen regeneriert werden, wodurch ein positiver Kreislauf von HALS entsteht. Dies ist wahrscheinlich der Hauptmechanismus, durch den HALS seine photostabilisierende Wirkung entfaltet. Wie im Diagramm oben links dargestellt.<\/p>\n

HALS wurde entwickelt, viele Sorten von gehinderten Amin Lichtstabilisatoren, die Vielfalt der h\u00e4ufig verwendeten Lichtstabilisatoren eine beherrschende Stellung einnehmen, HALS aufgrund der Eigenschaften des Amins, zeigt eine gewisse alkalische, saure Protonierung, die Umwandlung in Stickstoff-Sauerstoff-Radikal-Aktivit\u00e4t wird reduziert. Daher sollten HALS mit hoher Alkalinit\u00e4t nicht in sauren oder s\u00e4urekatalysierten Beschichtungsformulierungen verwendet werden, und \u00e4hnliche Probleme bestehen f\u00fcr halogenhaltige Flammschutzmittel. Die Struktur von HALS hat einen erheblichen Einfluss auf seine Azidit\u00e4t und Alkalit\u00e4t, und die Beziehung zwischen Struktur und Azidit\u00e4t ist in der folgenden Tabelle dargestellt.<\/p>\n

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Die Alkalit\u00e4t von N-alkyliertem gehindertem Amin (N-CH3) ist etwas schw\u00e4cher als die von gehindertem Amin mit sekund\u00e4rer Aminstruktur (N-H), und Hydroxylaminstruktur, O-alkylierte Hydroxylaminstruktur und acetylierte gehinderte Aminlinienorganismen weisen sogar eine schwache Acidit\u00e4t auf. Bei der Reduzierung der Basizit\u00e4t von gehinderten Amin-Lichtstabilisatoren sollten auch Faktoren wie ihre Reaktivit\u00e4t ber\u00fccksichtigt werden. Aus der Sicht der Anwendung ist der schw\u00e4chere alkalische gehinderte Amin-Lichtstabilisator im Allgemeinen mehr O-alkylierte Hydroxylaminstruktur und acetylierte gehinderte Aminderivate, diese HALS geeignet f\u00fcr saure Umgebung Beschichtungsformulierungen.<\/p>\n

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A practical selection route for antioxidant, UV absorber, and HALS packages<\/h2>\n

Most stabilizer decisions work best when they are treated as package decisions rather than single-product decisions. Technical buyers usually get the strongest answer by reviewing long-term heat aging, process stability, weather exposure, and color sensitivity together.<\/p>\n