A polimerek a feldolgozás és a használat során elkerülhetetlenül napfénynek vagy erős fluoreszcenciának vannak kitéve, ami fizikai tulajdonságaik csökkenését, sárgulását, elszíneződését, törékenységét és csökkent átláthatóságát eredményezi, ami nemcsak a használat élményét befolyásolja, hanem súlyos következményeket is okozhat. Ezért a polimer fény öregedésének megakadályozása a polimer anyagok fontos kutatási irányává vált. Jelenleg a különböző fénystabilizátorok polimerekhez történő közvetlen hozzáadása a leghatékonyabb módszer az anyagok fénystabilitásának javítására. A közös fénystabilizátorok hatásmechanizmusuk szerint fényvédő szerekre, ultraibolya abszorberekre, csillapítókra és akadályozott amin fénystabilizátorokra oszthatók. Ezek közül az akadályozott amin fénystabilizátorok előnye a nagy hatékonyság, a kis mennyiségű hozzáadás és a termékekre gyakorolt kisebb hatás. Így elnyerte az emberek tetszését. Az akadályozott amin fénystabilizátorok elsősorban négyféleképpen hatnak: hidroperoxid bontása, gerjesztett oxigén elfojtása, szabad gyökök lekötése és önmaguk regenerálása, amelyek hatékonyan javíthatják a polimerek fénystabilitását.

Az akadályozott amin fénystabilizátorok egy nagyon reprezentatív típusa a 2,2,6,6,6-tetrametil-4-piperidinil alapú, 1972-ben a svájci Ciba-Geigy (Ciba-Geigy) és a japán Sankyo cég közösen kifejlesztett és kutatott, és 1200 szerves aminvegyület szűrésével két reprezentatív fajtát, a 744-es fénystabilizátort és a 770-es fénystabilizátort kapta. A 770-es fénystabilizátor jól kompatibilis a gyantával, nem színez, alacsony toxicitású és jó fénystabilizáló hatású. Hatékony fénystabilizátorként széles körben használják PP, PE, PVC, PS, ABS gyantában és más anyagokban. Jelenleg sok jelentés van a 770-es fénystabilizátor alkalmazásáról, de a szintézis folyamatának kutatása, különösen a folyamat hatása a termék szerkezetére és összetevőire kevesebb. Ez a cikk a következő szintézisét tárgyalja fénystabilizátor 770, elsősorban a különböző módszerek, oldószerek, katalizátortípusok, utókezelési eljárások stb. hatását a konverziós arányra és a termék teljesítményére.

Az általánosan használt szintetikus útvonal a szebacinsav és a tetrametilpiperidol közvetlen dehidratálással és észterezéssel történő reakciója a 770-es fénystabilizátor előállításához, amint az az ábrán látható. Aszerint, hogy oldószert adnak-e hozzá, ömlesztett módszerre és oldószeres módszerre osztható.

1. Az ömlesztett módszerben a reakcióedénybe bizonyos mennyiségű szebacinsavat, tetrametil-piperidinolt és katalizátort adunk, és felmelegítjük, és maguk a nyersanyagok a reakcióhoz oldószerként megolvadnak. A reakció után a terméket vízzel vagy oldószerrel mossuk és átkristályosítjuk, hogy megkapjuk a 770-es fénystabilizátort.

A katalizátor kiválasztása döntő hatással van a reakcióra. A megfelelő katalizátor növelheti a reakcióközpont aktivitását és felgyorsíthatja a reakciósebességet. Általános vizsgálatok kimutatták, hogy a p-toluolszulfonsav és a ftalát-észterek nagy katalitikus hatékonysággal rendelkeznek az észteresítéshez, de a 770-es fénystabilizátor szintézisében való alkalmazásakor mindkettő hozama kisebb, mint a 70%, főként a rendszer miatt A nyersanyag tetrametil-piperidinol könnyen szublimálható, ami befolyásolja a nyersanyagok konverziós arányát. Ezenkívül a reakcióhőmérséklet nem lehet túl magas, ami megnehezíti a keletkező víz eltávolítását, amely reakcióba lép a ftalát-észter katalizátorral, és hatástalanná teszi azt. Ezért a kutatók feltárták az oldószeres módszert a javítás érdekében.

2. Az oldószeres módszer a szerves oldószer hozzáadása a fenti reakció alapján. A reakció után az oldószert elpárologtatjuk, és a terméket feldolgozzuk. Az ömlesztett módszerrel összehasonlítva az oldószeres módszerrel nem kell elérni a reaktánsok olvadási hőmérsékletét, csökkenti a rendszer reakcióhőmérsékletét és csökkenti a szublimációs jelenséget. Ugyanakkor a rendszerben lévő víz az oldószeres refluxfolyamat során kivehető, és a szublimált nyersanyagok egy része visszahozható.

A különböző oldószerek vizsgálata után kiderült, hogy a petróleuméter és az n-heptán 100 °C alatt alacsony hatékonyságú. Bár a magas forráspontú toluol és xilol magas konverziós arányt érhet el, ezek még mindig nem kielégítőek és magas forráspontúak. Az oldószeres utókezelés is nehezebb.

A kutatók folytatták az alábbi ábrán látható átészterezési reakcióútvonal feltárását. A dimetil-szebakát és a tetrametil-piperidinol reakciója alacsonyabb hőmérsékleten is elvégezhető. Az n-heptán oldószerként való használata előnyös a reakció metanoljának kiküszöbölésére. A különböző katalizátorok nagy katalitikus hatékonysággal rendelkeznek, amelyek közül a nátriumkatalizátorok 99,8% konverziós arányt értek el. A nyersanyagok arányának a reakcióra gyakorolt hatásának további vizsgálata után azt találták, hogy amikor a tetrametil-piperidinol és a szebacinsav moláris aránya 2,0:1 volt, az átalakulási arány a legmagasabb volt, és az arány további növelése nem volt kedvező a felesleges nyersanyagok későbbi eltávolítására.

Végül a fenti vizsgálatok alapján elkészítettek egy saját készítésű 770-es fénystabilizátort (770 ZZ), amelyet összehasonlítottak a kereskedelmi termékkel (770 DF). A következő ábra a kettő infravörös spektrumát mutatja. Látható, hogy a 770 DF és a 770 ZZ jellegzetes abszorpciós csúcsai alapvetően megegyeznek, és nincsenek más szennyeződés-csúcsok, ami azt jelzi, hogy a saját készítésű 770-es fénystabilizátor szerkezete megegyezik a kereskedelmi termékével, és jó tisztaságú.

Az alábbi ábra a termogravimetriás görbét mutatja. A 770-es fénystabilizátor, amelyet nem mostak vízzel, gyenge termikus stabilitással rendelkezik. Lehet, hogy katalizátormaradvány van benne, ami miatt a termék magas hőmérsékleten az észteresítési reakció fordított reakciójának megy át. A feldolgozott termék hőstabilitása nem sokban különbözik a kereskedelmi termékekétől, ami megfelel a legtöbb termék feldolgozási követelményeinek.

Végül a kutatók tesztelték a saját készítésű 770-es fénystabilizátor ultraibolya elleni teljesítményét. Az ABS-en 672 óra UV-sugárzás után a 0,3 rész 770 DF-et tartalmazó minta színe kissé sötétebb volt, mint a 0,3 rész 770 ZZ-t tartalmazó minta színe. A 770-es fénystabilizátor valamivel jobb UV-állósággal rendelkezik. Emiatt a saját készítésű termékek tartalmazhatnak egy kis mennyiségű monoésztert, amelyet nem lehet teljesen eltávolítani, ami előnyös a 770 diszperziója szempontjából. Összefoglalva, a kutató saját készítésű 770-es fénystabilizátorának teljesítménye alig különbözik a kereskedelmi termékekétől. A gyártási folyamat befolyásoló tényezőit sikeresen feltárták, és egy nagyobb hozamú útvonalat kaptak.

Lépjen kapcsolatba velünk most!

Elfogadjuk az egyedi szolgáltatásokat, általában 24 órán belül felvesszük Önnel a kapcsolatot. Ön is küldhet nekem e-mailt info@longchangchemical.com munkaidőben ( 8:30-18:00 UTC+8 H.-Szombat ) vagy használja a weboldal élő chatjét, hogy azonnali választ kapjon.

Ezt a cikket a Longchang Chemical R&D Department írta. Ha másolni és újranyomtatni szeretné, kérjük, adja meg a forrást.