폴리머는 가공 및 사용 중에 필연적으로 햇빛이나 강한 형광에 노출되어 물성 저하, 황변, 변색, 취성 및 투명도 감소가 발생하여 사용 경험에 영향을 미칠뿐만 아니라 심각한 결과를 초래할 수 있습니다. 따라서 폴리머 광노화를 방지하는 방법은 폴리머 소재의 중요한 연구 방향이 되었습니다. 현재 폴리머에 다양한 광 안정제를 직접 첨가하는 것이 재료의 광 안정성을 향상시키는 가장 효과적인 방법입니다. 일반적인 광 안정제는 작용 메커니즘에 따라 광 차폐제, 자외선 흡수제, 담금질제 및 방해 아민 광 안정제로 나눌 수 있습니다. 그 중 방해 아민 광 안정제는 고효율, 적은 첨가량, 제품에 대한 영향이 적다는 장점이 있습니다. 그래서 사람들의 호의를 얻었습니다. 방해 아민 광 안정제는 주로 과산화수소 분해, 여기 산소 소멸, 자유 라디칼 포집 및 자체 재생의 네 가지 방법을 통해 작용하여 폴리머의 광 안정성을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다.

대표적인 방해 아민계 광안정제는 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐을 기반으로 한 입체 방해 아민계 유기 아민 화합물로 1972년 스위스 시바-게이기(Ciba-Geigy)와 일본 산쿄사가 공동 개발 및 연구하여 1200여종의 유기 아민 화합물에 대한 스크리닝을 통해 대표적인 2종인 744와 770을 얻어냈습니다. 광안정제 770은 수지와의 상용성이 우수하고 착색이 없으며 독성이 낮고 광안정화 효과가 우수합니다. 효율적인 광안정제로서 PP, PE, PVC, PS, ABS 수지 및 기타 재료에 널리 사용됩니다. 현재 광 안정제 770의 적용에 대한 많은보고가 있지만 합성 공정, 특히 공정이 제품 구조 및 구성 요소에 미치는 영향에 대한 연구는 적습니다. 이 기사에서는 합성에 대해 설명합니다. 광 안정제 770주로 다양한 방법, 용매, 촉매 유형, 후처리 공정 등이 전환율과 제품 성능에 미치는 영향에 관한 연구입니다.

일반적으로 사용되는 합성 경로는 그림과 같이 세바산과 테트라메틸피페리돌을 사용하여 탈수 및 에스테르화를 직접 반응시켜 광안정제(770)를 얻는 것입니다. 용매 첨가 여부에 따라 벌크 방식과 용매 방식으로 나눌 수 있습니다.

1. 벌크 방식에서는 일정 비율의 세바산, 테트라메틸피페리디놀 및 촉매를 반응 용기에 첨가하고 가열하면 원료 자체가 반응 용매로 녹습니다. 반응 후 생성물을 물 또는 용매로 세척하고 재결정화하여 광안정제 770을 얻습니다.

촉매의 선택은 반응에 결정적인 영향을 미칩니다. 적합한 촉매는 반응 센터의 활성을 높이고 반응 속도를 가속화할 수 있습니다. 일반적인 연구에 따르면 p- 톨루엔 술폰산과 프탈레이트 에스테르는 에스테르 화에 대한 촉매 효율이 높지만 광 안정제 770의 합성에 사용될 때 주로 시스템 때문에 두 가지의 수율이 70% 미만입니다. 원료 테트라 메틸 피 페리 디놀은 승화하기 쉬워서 원료의 전환율에 영향을 미칩니다. 또한 반응 온도가 너무 높으면 생성 된 물을 제거하기 어려워 프탈레이트 에스테르 촉매와 반응하여 효과가 없어집니다. 따라서 연구진은 이를 개선하기 위해 용매 방법을 연구했습니다.

2. 용매법은 위의 반응에 기초하여 유기 용매를 첨가하는 것입니다. 반응 후 용매를 증발시키고 생성물을 처리합니다. 벌크 방식에 비해 용매 방식은 반응물의 용융 온도에 도달 할 필요가없고 시스템의 반응 온도를 낮추고 승화 현상을 줄입니다. 동시에 용매 환류 과정에서 시스템 내의 물을 제거할 수 있으며 승화된 원료의 일부를 다시 가져올 수 있습니다.

다양한 용매를 탐색한 결과, 100°C 이하의 석유 에테르와 n-헵탄은 효율이 낮다는 것을 알게 되었습니다. 톨루엔과 크실렌의 끓는점이 높으면 높은 전환율을 달성할 수 있지만 여전히 만족스럽지 않고 끓는점이 높습니다. 용매 후처리도 더 어렵습니다.

연구진은 아래 그림과 같이 에스테르 교환 반응 경로를 계속 탐색했습니다. 디메틸 세바케이트와 테트라메틸피페리디놀의 반응은 더 낮은 온도에서 수행될 수 있습니다. n-헵탄을 용매로 사용하면 반응 메탄올을 제거하는 데 도움이 됩니다. 다른 촉매는 높은 촉매 효율을 가지며, 그 중 나트륨 촉매는 99.8%의 전환율을 달성했습니다. 반응에 대한 원료 비율의 영향을 추가로 조사한 결과, 테트라 메틸 피페리 디놀과 세 바산의 몰 비율이 2.0 : 1 일 때 전환율이 가장 높았으며 비율을 계속 증가시키는 것은 나중에 과도한 원료를 제거하는 데 도움이되지 않는다는 것을 발견했습니다.

마지막으로 위의 실험을 바탕으로 자체 제작한 광안정제 770(770 ZZ)을 준비하여 상용 제품(770 DF)과 비교했습니다. 다음 그림은 두 제품의 적외선 스펙트럼입니다. 770 DF와 770 ZZ의 특징적인 흡수 피크가 기본적으로 동일하고 다른 불순물 피크가 없어 자체 제작 광안정제 770의 구조가 상용 제품과 일치하고 순도가 우수하다는 것을 알 수 있습니다.

아래 그림은 열무게 곡선입니다. 물로 세척하지 않은 광안정제(770)는 열 안정성이 떨어집니다. 촉매 잔류 물이있어 생성물이 고온에서 에스테르 화 반응의 역 반응을 일으킬 수 있습니다. 가공 된 제품의 열 안정성은 대부분의 제품의 가공 요구 사항을 충족 할 수있는 상용 제품의 열 안정성과 크게 다르지 않습니다.

마지막으로 연구진은 자체 제작한 광안정제 770의 자외선 차단 성능을 테스트했습니다. ABS에 672시간 동안 자외선을 조사한 결과, 770 DF가 0.3 % 함유된 견본의 색상이 770 ZZ가 0.3 % 함유된 견본의 색상보다 약간 더 어두웠습니다. 광안정제 770은 자외선 저항성이 약간 더 우수합니다. 이로 인해 자체 제작 제품에는 완전히 제거할 수 없는 소량의 모노에스테르가 포함되어 770의 분산에 도움이 될 수 있습니다. 요약하면, 연구원이 자체 제작한 광안정제 770은 상용 제품과 성능 차이가 거의 없습니다. 제조 공정의 영향 요인을 성공적으로 탐색하고 더 높은 수율을 가진 경로를 얻었습니다.

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