Progressi della ricerca nazionale sugli stabilizzatori alla luce a base di ammine inibite

Negli ultimi anni, al fine di migliorare ulteriormente le prestazioni di stabilità alla luce degli stabilizzatori alla luce a base di ammine inibite e di ampliarne i campi di applicazione, la ricerca sugli stabilizzatori alla luce a base di ammine inibite è ancora molto attiva, con peso molecolare elevato, bassa alcalinità, reattività e multifunzionalità. L'attuale leadership della ricerca si sforza di ottenere migliori prestazioni, migliori funzioni, costi inferiori e un più ampio campo di applicazione senza perdere le prestazioni di stabilità alla luce. Questo articolo illustra brevemente la ricerca sulla direzione di miglioramento di vari stabilizzanti alla luce, prestando particolare attenzione ad alcuni progressi della ricerca nazionale.

Poiché gli stabilizzatori alla luce a base di ammine inibite sono spesso utilizzati in materiali polimerici ad alta area superficiale specifica, il principale svantaggio degli stabilizzatori alla luce a base di ammine inibite a basso peso molecolare è la scarsa resistenza all'estrazione, la volatilità e la facilità di perdita durante l'uso.

Per risolvere questo problema, Ciba-Geigy ha lanciato lo stabilizzatore alla luce Chimassorb 119, un polimero monomerico a base di ammine inibite. Questo stabilizzatore alla luce ha una buona stabilità alla luce ed è ampiamente utilizzato nelle poliolefine e nei polistireni. Nei materiali polimerici, la struttura è illustrata nella Figura 1.

Gli studi hanno dimostrato che, sebbene gli stabilizzatori alla luce a base di ammine inibite con peso molecolare troppo elevato siano resistenti all'estrazione e difficilmente volatilizzabili, riducono le loro proprietà di migrazione nei materiali polimerici e compromettono le normali prestazioni dei loro effetti stabilizzanti alla luce. Il modo per risolvere questa contraddizione è quello di cercare un intervallo di peso molecolare ottimale, solitamente controllato tra 2 000 e 3 000 g/mol, per ottenere un effetto d'uso più equilibrato.

Poiché l'elevata alcalinità della maggior parte degli stabilizzatori alla luce a base di ammine inibite ne rendeva impossibile l'uso in ambienti acidi e ne rendeva difficile la composizione con additivi acidi, alla fine degli anni '80 si è cominciato a prestare attenzione agli stabilizzatori alla luce a base di ammine inibite con bassa alcalinità. Ricerca sessualizzata. Ciba-Geigy ha sviluppato il prodotto Tinuvin 123 attraverso la reazione di N-alchilazione, che può essere utilizzato in combinazione con ritardanti di fiamma contenenti alogeni e antiossidanti ausiliari a base di zolfo, oltre a possedere eccellenti effetti di stabilizzazione della luce. Attualmente, i prodotti a bassa alcalinità degli stabilizzatori alla luce a base di ammine inibite includono Chimassorb 119, Tinuvin 371, Tinuvin 152 di Ciba-Geigy e Cyasorb UV 3529 di Cytec.

Sulla base dello sviluppo degli stabilizzatori di luce dendritici, Chen Wei dell'Università di Tianjin e altri hanno progettato e sintetizzato gli stabilizzatori di luce a base di ammine inibite a bassa basicità mostrati nella Figura 2, basati su composti di diammina, e hanno effettuato test sistematici di stabilità alla luce.

Lo stabilizzatore alla luce a base di ammine dendritiche di classe I che è stato progettato e sintetizzato ha un pH compreso tra 9,6 e 9,7, che è fortemente alcalino e può essere utilizzato in un ambiente relativamente alcalino. Inoltre, il punto di fusione di questo tipo di stabilizzatore alla luce è di 50-80 ℃, adatto alla lavorazione della maggior parte dei materiali, e la sua trasmittanza luminosa è buona. Il pH dello stabilizzatore di classe II dopo la N-metilazione si riduce a 8,3～8,4, che può essere utilizzato in un ambiente relativamente alcalino, e ha un'eccellente trasmittanza luminosa, in particolare Ⅱd e Ⅱe sono più evidenti, e può anche essere paragonato agli stabilizzatori alla luce a base di ammine inibite disponibili in commercio. Tinuvin 770, Tinuvin 622 e Chimassorb 944 sono comparabili.

Ia, Id, IIe sono stati selezionati per i test sulle prestazioni applicative, tra cui l'esperimento del periodo di induzione dell'ossidazione, l'esperimento di invecchiamento accelerato in clima artificiale, l'esperimento di invecchiamento in clima artificiale con lampada ad arco di carbonio, l'esperimento di invecchiamento in clima artificiale con lampada allo xeno, l'esperimento di invecchiamento in clima artificiale con lampada fluorescente a raggi ultravioletti, e vari risultati Le prestazioni sono eccellenti. L'effetto antiossidante di Ia e IIe è superiore a quello dell'antiossidante Irganox B215, le proprietà meccaniche del materiale possono essere mantenute meglio e i vantaggi della stabilità alla luce sono molto evidenti.

Su questa base, la Beijing Tiangang Auxiliary Co., Ltd. e l'Università di Tianjin hanno sviluppato congiuntamente uno stabilizzatore alla luce a base di ammine inibite alcaline inferiori e di esteri di acidi dicarbossilici. La formula strutturale è riportata nella Figura 3. Tuttavia, sebbene la bassa alcalinità ampli il campo di applicazione degli stabilizzatori alla luce a base di ammine inibite, comporta anche altri problemi.

Prendere Tinuvin 770 come esempio. Dal punto di vista del meccanismo, i radicali nitrossidi intrappolano i radicali liberi nei materiali polimerici per generare una struttura amminica eterea simile a quella della Tinuvin 123, che perde quindi due volte la stabilità alla luce dello stabilizzatore alla luce amminico inibito originale. capacità. Per questi motivi, l'alcalinità degli stabilizzatori alla luce a base di ammine inibite deve essere selezionata in base all'ambiente di lavoro effettivo. In condizioni non acide, non è necessario perseguire un'alcalinità troppo bassa. L'effetto di stabilizzazione della luce degli stabilizzatori alla luce a base di ammine inibite con elevata alcalinità non è Stabilizzatori che non hanno nulla da invidiare a quelli a bassa alcalinità, come Chimassorb 944, che sono 1000 volte più alcalini rispetto a Tinuvin 622e l'effetto di stabilizzazione della luce è molto più elevato.

L'introduzione di altri gruppi nella molecola dello stabilizzatore alla luce a base di ammina inibita per conferire altre funzioni allo stabilizzatore alla luce a base di ammina inibita è una tendenza importante nella ricerca attuale. Ad esempio, l'introduzione di gruppi fenolici in molecole di stabilizzanti alla luce a base di ammine inibite può esercitare la resistenza al calore e all'invecchiamento da ossigeno degli stabilizzanti alla luce. Tinuvin 144 e Sanol LS 2626 sono esempi di successo.

Beijing Tiangang Auxiliary Co., Ltd. e l'Università di Tianjin hanno progettato e sintetizzato una serie di stabilizzatori alla luce multifunzionali contenenti fenoli inibiti. Gli studi hanno dimostrato che questi stabilizzatori alla luce a base di fenoli inibiti hanno una buona resistenza all'estrazione e all'ossidazione termica. La compatibilità con i materiali polimerici è relativamente alta e la sua formula strutturale è mostrata nella Figura 4.

Inoltre, l'introduzione della struttura del benzofenone o della triazina nella struttura molecolare può far sì che questa abbia la funzione di assorbire la luce ultravioletta. Jezy Zakrazewski e altri hanno lavorato molto per sintetizzare molti stabilizzatori alla luce a base di ammine inibite con funzione di assorbimento dei raggi ultravioletti. Beijing Tiangang Auxiliary Co., Ltd. ha progettato e sintetizzato stabilizzatori alla luce a base di ammine inibite contenenti gruppi benzofenonici basati su composti diamminici. Il test sulle prestazioni applicative ha dimostrato che ha un'eccellente funzione di assorbimento dei raggi ultravioletti e di anti-invecchiamento fotossidativo. La sua formula strutturale è riportata nella Figura 5.

L'Istituto di Ricerca sull'Industria Chimica dello Shanxi ha combinato organicamente ammine inibite e fosfiti per sviluppare il GW-540. T Konstantinova, Zuo Hongliang e altri hanno combinato ammine inibite con benzotriazolo per preparare stabilizzatori alla luce a base di ammine inibite. Entrambi mostrano un buon effetto di stabilizzazione della luce e hanno le caratteristiche della diversità funzionale.

Se un gruppo reattivo viene introdotto nella struttura molecolare dell'ammina inibita, può essere legato alla spina dorsale del polimero durante il processo di preparazione del polimero per formare un materiale polimerico con effetto permanente di stabilizzazione alla luce, che può superare la stabilità alla luce dell'ammina inibita La perdita dell'agente dovuta a migrazione fisica o volatilizzazione. Negli ultimi anni, gli stabilizzatori alla luce a base di ammine inibite reattive si sono sviluppati rapidamente e i prodotti sono emersi uno dopo l'altro. Ad esempio, Luchem HAR100 lanciato da Elf Atochem ha un gruppo reattivo di idrazide di ossalile nella sua molecola, che può essere combinato con gruppi amminici, isocianati ed epossidici. Il gruppo reagisce per legarsi alla spina dorsale di vari polimeri.

Il gruppo di ricerca dell'Università bulgara di metallurgia e tecnologia chimica è all'avanguardia nella ricerca di stabilizzatori alla luce a base di ammine inibite reattive. Ha sintetizzato composti di piperidinolo, alcool allilico, benzofenone e benzotriazolo in presenza di catalizzatori a trasferimento di fase. La formula strutturale mostrata nella Figura 6 è uno stabilizzatore alla luce a base di ammine inibite reattive, in cui il piperidinolo è il gruppo funzionale dello stabilizzatore alla luce a base di ammine inibite per prevenire la fotoossidazione sulla superficie del materiale, mentre il benzofenone o il benzotriazolo sono assorbitori di raggi ultravioletti in grado di impedire che lo strato profondo del materiale venga degradato dalla luce, mentre la base acrilica conferisce allo stabilizzatore la capacità di legarsi al materiale, rendendolo parte del materiale polimerico.

Anche lo Shanxi Provincial Research Institute of Chemical Industry ha condotto ricerche approfondite nel campo degli stabilizzatori alla luce a base di ammine inibite reattive. Il GW-628 attualmente in promozione ha prestazioni eccellenti e una funzione di assorbimento dei raggi ultravioletti. Il suo principale vantaggio è che risolve con successo il problema degli stabilizzatori alla luce a base di ammine indurite reattive. Il problema del difficile innesto degli stabilizzatori. Gli studi hanno dimostrato che, senza modificare i metodi di lavorazione dei prodotti, la stabilità alla luce di GW-628 nei film agricoli e nei prodotti polimerici stampati a iniezione è migliore di Chimassorb 994.

Gli stabilizzatori alla luce a base di ammine inibite sono una classe di stabilizzatori alla luce con prestazioni eccellenti. Sono ancora al centro della ricerca e dello sviluppo. Con il continuo emergere di nuovi prodotti, anche il loro campo di applicazione si sta espandendo. In futuro, sostituiranno gli stabilizzatori alla luce tradizionali. Diventeranno il prodotto leader nel settore degli stabilizzatori leggeri.

Negli ultimi anni, la ricerca e lo sviluppo di nuove varietà di stabilizzatori alla luce a base di ammine inibite all'estero sono stati relativamente attivi, soprattutto nel campo degli stabilizzatori alla luce multifunzionali e reattivi, mentre la situazione nazionale è relativamente arretrata. A tal fine, i ricercatori devono concentrarsi sul rafforzamento della ricerca di base, aumentare la ricerca tecnica sugli intermedi chiave e concentrarsi selettivamente sullo sviluppo di nuove varietà con diritti di proprietà intellettuale indipendenti. Credo che grazie all'impegno costante di generazioni di ricercatori scientifici, la ricerca sugli stabilizzanti leggeri a base di ammine inibite in Cina intraprenderà sicuramente un percorso di rapido sviluppo.

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