Progrès de la recherche nationale sur les stabilisants légers à base d'amines encombrées

Ces dernières années, afin d'améliorer encore la stabilité à la lumière des stabilisants à base d'amines encombrées et d'élargir leurs domaines d'application, la recherche sur les stabilisants à base d'amines encombrées est toujours très active, avec un poids moléculaire élevé, une faible alcalinité, une réactivité et une multifonctionnalisation. La direction de la recherche actuelle s'efforce d'obtenir de meilleures performances, de meilleures fonctions, un coût plus faible et une gamme d'applications plus large sans perdre ses performances en matière de stabilité à la lumière. Cet article aborde brièvement la recherche sur l'orientation de l'amélioration de divers stabilisateurs de lumière, en accordant une attention particulière à certains progrès de la recherche nationale.

Étant donné que les stabilisateurs de lumière à base d'amines encombrées sont souvent utilisés dans des matériaux polymères à surface spécifique élevée, le principal inconvénient des stabilisateurs de lumière à base d'amines encombrées de faible poids moléculaire est leur faible résistance à l'extraction, leur volatilité et la facilité avec laquelle ils se perdent en cours d'utilisation.

Afin de résoudre ce problème, Ciba-Geigy a lancé le stabilisateur de lumière Chimassorb 119, un polymère monomère à base d'amines encombrées. Ce stabilisateur de lumière présente une bonne stabilité à la lumière et est largement utilisé dans les polyoléfines et les polystyrènes. Dans les matériaux polymères, la structure est illustrée à la figure 1.

Des études ont montré que, bien que les stabilisateurs de lumière à base d'amines encombrées ayant un poids moléculaire excessivement élevé soient résistants à l'extraction et difficiles à volatiliser, ils réduisent leurs propriétés de migration dans les matériaux polymères et affectent la performance normale de leurs effets de stabilisation de la lumière. La façon de résoudre cette contradiction consiste à rechercher une gamme optimale de poids moléculaire, généralement comprise entre 2 000 et 3 000 g/mol, afin d'obtenir un effet d'utilisation plus équilibré.

Étant donné que la forte alcalinité de la plupart des stabilisateurs de lumière à base d'amines encombrées rendait impossible leur utilisation dans des environnements acides et qu'il était difficile de les composer avec des additifs acides, les gens ont commencé à s'intéresser aux stabilisateurs de lumière à base d'amines encombrées ayant une faible alcalinité à la fin des années 1980. Recherche sexuée. Ciba-Geigy a mis au point le produit Tinuvin 123 par réaction de N-alkylation, qui peut être utilisé en combinaison avec des retardateurs de flamme contenant des halogènes et des antioxydants auxiliaires à base de soufre, et qui a également d'excellents effets de stabilisation de la lumière. À l'heure actuelle, les produits à faible alcalinité des stabilisateurs de lumière à base d'amines encombrées comprennent le Chimassorb 119, le Tinuvin 371, le Tinuvin 152 de Ciba-Geigy et le Cyasorb UV 3529 de Cytec.

Sur la base du développement des stabilisateurs de lumière dendritiques, Chen Wei de l'université de Tianjin et d'autres ont conçu et synthétisé les stabilisateurs de lumière à base d'amines encombrées à faible base de la figure 2, basés sur des composés de diamine, et ont effectué des tests systématiques de stabilité à la lumière.

Le stabilisateur de lumière à base d'amines encombrées dendritiques de classe I qu'ils ont conçu et synthétisé a un pH de 9,6 à 9,7, ce qui est fortement alcalin et peut être utilisé dans un environnement relativement alcalin. En outre, le point de fusion de ce type de stabilisateur de lumière est de 50-80 ℃, ce qui convient au traitement de la plupart des matériaux, et sa transmission de la lumière est bonne. Le pH du stabilisateur de classe II après la N-méthylation est réduit à 8,3～8,4, ce qui peut être utilisé dans un environnement relativement alcalin, et a une excellente transmission de la lumière, en particulier Ⅱd et Ⅱe sont plus importants, et peuvent même être comparés aux stabilisateurs de lumière à base d'amines encombrées disponibles dans le commerce. Tinuvin 770, Tinuvin 622 et Chimassorb 944 sont comparables.

Ia, Id, IIe ont été sélectionnés pour des tests de performance d'application, y compris une expérience de période d'induction d'oxydation, une expérience de vieillissement accéléré en climat artificiel, une expérience de vieillissement en climat artificiel par lampe à arc au carbone, une expérience de vieillissement en climat artificiel par lampe au xénon, une expérience de vieillissement en climat artificiel par lampe ultraviolette fluorescente, et divers résultats La performance est excellente. L'effet antioxydant de Ia et IIe est supérieur à celui de l'antioxydant Irganox B215, et les propriétés mécaniques du matériau peuvent être mieux maintenues, et les avantages de la stabilité à la lumière sont très évidents.

Sur cette base, Beijing Tiangang Auxiliary Co., Ltd. et l'université de Tianjin ont conjointement mis au point un stabilisateur de lumière à base d'amines encombrées dendritiques faiblement alcalines reposant sur des esters d'acide dicarboxylique. La formule structurelle est présentée à la figure 3. Cependant, bien qu'une faible alcalinité élargisse le champ d'application des stabilisants légers à base d'amines encombrées, elle entraîne également d'autres problèmes.

Prendre Tinuvin 770 à titre d'exemple. Du point de vue du mécanisme, les radicaux nitroxydes piègent les radicaux libres dans les matériaux polymères pour générer une structure d'éther d'amine similaire au Tinuvin 123, c'est-à-dire que le Tinuvin 123 perd deux fois la stabilité à la lumière de l'amine encombrée stabilisatrice de lumière d'origine. Compte tenu des raisons susmentionnées, l'alcalinité des stabilisateurs de lumière à base d'amines encombrées doit être choisie en fonction de l'environnement de travail réel. Dans des conditions non acides, il n'est pas nécessaire de rechercher une alcalinité trop faible. Les stabilisateurs qui ne sont pas inférieurs à une faible alcalinité, tels que le Chimassorb 944, sont 1000 fois plus alcalins que les stabilisateurs de lumière à base d'amines encombrées dont l'alcalinité est élevée. Tinuvin 622L'effet de stabilisation de la lumière est également beaucoup plus élevé.

L'introduction d'autres groupes dans la molécule d'amine encombrée stabilisatrice de lumière pour lui conférer d'autres fonctions est une tendance importante de la recherche actuelle. Par exemple, l'introduction de groupes phénoliques encombrés dans les molécules de stabilisants lumineux à base d'amines encombrées peut renforcer la résistance des stabilisants lumineux à la chaleur et au vieillissement par l'oxygène. Le Tinuvin 144 et le Sanol LS 2626 en sont des exemples réussis.

Beijing Tiangang Auxiliary Co. et l'université de Tianjin ont conçu et synthétisé une série de stabilisateurs de lumière multifonctionnels contenant des phénols encombrés. Des études ont montré que ces stabilisateurs de lumière phénoliques encombrés présentent une bonne résistance à l'extraction et à l'oxydation thermique. La compatibilité des matériaux polymères est relativement élevée, et sa formule structurelle est présentée dans la figure 4.

En outre, l'introduction d'une structure benzophénone ou triazine dans la structure moléculaire peut lui conférer une fonction d'absorption de la lumière ultraviolette. Jezy Zakrazewski et d'autres ont beaucoup travaillé pour synthétiser de nombreux stabilisateurs de lumière à base d'amines encombrées ayant une fonction d'absorption des ultraviolets. Beijing Tiangang Auxiliary Co. a conçu et synthétisé des stabilisateurs de lumière à base d'amines encombrées contenant des groupes benzophénone sur la base de composés diaminiques. Le test de performance de l'application a montré qu'il possède une excellente fonction d'absorption des ultraviolets et une fonction de vieillissement antiphotooxydant. Sa formule structurelle est présentée à la figure 5.

L'Institut de recherche de l'industrie chimique de Shanxi a combiné organiquement des amines encombrées et des phosphites pour mettre au point le GW-540. T Konstantinova, Zuo Hongliang et d'autres ont combiné des amines encombrées avec du benzotriazole pour préparer des stabilisateurs de lumière à base d'amines encombrées. Ces deux produits ont un bon effet de stabilisation de la lumière et présentent les caractéristiques de la diversité fonctionnelle.

Si un groupe réactif est introduit dans la structure moléculaire de l'amine encombrée, il peut être lié au squelette du polymère pendant le processus de préparation du polymère pour former un matériau polymère ayant un effet permanent de stabilisation de la lumière, ce qui permet de surmonter la stabilité à la lumière de l'amine encombrée La perte de l'agent due à la migration physique ou à la volatilisation. Ces dernières années, les stabilisateurs de lumière à base d'amines encombrées réactives ont connu un développement rapide et les produits ont émergé les uns après les autres. Par exemple, le Luchem HAR100 lancé par Elf Atochem possède dans sa molécule un groupe oxalyl hydrazide réactif qui peut être combiné avec des groupes amino, isocyanate et époxy. Le groupe réagit pour se lier à l'épine dorsale de divers polymères.

L'équipe de recherche de l'Université bulgare de métallurgie et de technologie chimique est à la pointe de la recherche sur les stabilisateurs de lumière à base d'amines encombrées réactives. Ils ont synthétisé des composés de pipéridinol, d'alcool allylique, de benzophénone et de benzotriazole en présence de catalyseurs de transfert de phase. La formule structurelle illustrée à la figure 6 est un stabilisateur de lumière à amine encombrée réactive, dans lequel le pipéridinol est le groupe fonctionnel du stabilisateur de lumière à amine encombrée pour empêcher la photo-oxydation à la surface du matériau, et le benzophénone ou le benzotriazole est l'absorbeur d'ultraviolets. L'absorbeur peut empêcher la dégradation de la couche profonde du matériau par la lumière, et la base acrylique permet au stabilisateur de se lier au matériau et de faire partie du matériau polymère.

L'Institut provincial de recherche de l'industrie chimique de Shanxi a également mené des recherches approfondies dans le domaine des stabilisants lumineux à base d'amines encombrées réactives. Le GW-628 actuellement promu présente d'excellentes performances et une fonction d'absorption des ultraviolets. Son principal avantage est qu'il résout avec succès le problème des stabilisants lumineux à base d'amines encombrées réactives. Le problème du greffage difficile des stabilisants. Des études ont montré que, sans modifier les méthodes de traitement des produits, la stabilité à la lumière du GW-628 pour les films agricoles et les produits en polyène moulés par injection est meilleure que celle du Chimassorb 994.

Les stabilisateurs de lumière à base d'amines encombrées constituent une classe de stabilisateurs de lumière aux performances excellentes. Ils sont toujours au centre de la recherche et du développement. Avec l'émergence continue de nouveaux produits, leur champ d'application s'élargit également. À l'avenir, ils remplaceront les stabilisateurs légers traditionnels. Devenir le produit phare de l'industrie des stabilisants légers.

Ces dernières années, la recherche et le développement à l'étranger de nouvelles variétés de stabilisants lumineux à base d'amines encombrées ont été relativement actifs, en particulier dans le domaine des stabilisants lumineux multifonctionnels et réactifs, alors que le pays est relativement en retard. À cette fin, les chercheurs doivent se concentrer sur le renforcement de la recherche fondamentale, accroître la recherche technique sur les intermédiaires clés et se concentrer de manière sélective sur le développement de nouvelles variétés avec des droits de propriété intellectuelle indépendants. Je pense que grâce aux efforts inlassables de générations de chercheurs scientifiques, la recherche sur les stabilisants lumineux à base d'amines encombrées en Chine s'engagera certainement sur la voie d'un développement rapide.

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