Progresso da pesquisa nacional de estabilizadores de luz de amina impedida

Nos últimos anos, a fim de melhorar ainda mais o desempenho da estabilidade à luz dos estabilizadores de luz de amina impedida e ampliar seus campos de aplicação, a pesquisa sobre estabilizadores de luz de amina impedida ainda é muito ativa, com alto peso molecular, baixa alcalinidade, reatividade e multifuncionalização. A liderança atual da pesquisa busca melhor desempenho, melhores funções, menor custo e maior gama de aplicações sem perder seu desempenho de estabilidade à luz. Este artigo discutirá brevemente a pesquisa sobre a direção do aprimoramento de vários estabilizadores de luz, dando atenção especial a alguns progressos da pesquisa nacional.

Como os estabilizadores de luz de amina impedida são usados com frequência em materiais poliméricos de alta área de superfície específica, a maior desvantagem dos estabilizadores de luz de amina impedida de baixo peso molecular é a baixa resistência à extração, a volatilidade e a facilidade de perda durante o uso.

Para resolver esse problema, a Ciba-Geigy lançou o estabilizador de luz de amina impedida de polímero monomérico Chimassorb 119. Esse estabilizador de luz tem boa estabilidade à luz e é amplamente utilizado em poliolefinas e poliestirenos. Em materiais poliméricos, a estrutura é mostrada na Figura 1.

Estudos demonstraram que, embora os estabilizadores de luz de amina impedida com peso molecular excessivamente alto sejam resistentes à extração e difíceis de volatilizar, eles reduzirão suas propriedades de migração em materiais poliméricos e afetarão o desempenho normal de seus efeitos estabilizadores de luz. A maneira de resolver essa contradição é buscar uma faixa de peso molecular ideal, geralmente controlada entre 2.000 e 3.000 g/mol, para obter um efeito de uso mais equilibrado.

Como a alta alcalinidade da maioria dos estabilizadores de luz de amina impedida impossibilitava o uso em ambientes ácidos e dificultava a composição com aditivos ácidos, as pessoas começaram a prestar atenção aos estabilizadores de luz de amina impedida com baixa alcalinidade no final da década de 1980. Pesquisa sexualizada. A Ciba-Geigy desenvolveu o produto Tinuvin 123 por meio da reação de N-alquilação, que pode ser usado em combinação com retardadores de chama contendo halogênio e antioxidantes auxiliares à base de enxofre, além de ter excelentes efeitos de estabilização da luz. Atualmente, os produtos de baixa alcalinidade dos estabilizadores de luz de amina impedida incluem o Chimassorb 119, o Tinuvin 371, o Tinuvin 152 da Ciba-Geigy e o Cyasorb UV 3529 da Cytec.

Com base no desenvolvimento de estabilizadores de luz dendríticos, Chen Wei, da Universidade de Tianjin, e outros projetaram e sintetizaram os estabilizadores de luz de amina impedida de baixo teor básico mostrados na Figura 2, com base em compostos de diamina, e realizaram um teste sistemático de estabilidade de luz.

O estabilizador de luz de amina impedida dendrítica classe I que eles projetaram e sintetizaram tem um pH de 9,6 a 9,7, que é fortemente alcalino e pode ser usado em um ambiente relativamente alcalino. Além disso, o ponto de fusão desse tipo de estabilizador de luz é de 50-80 ℃, o que é adequado para o processamento da maioria dos materiais, e sua transmitância de luz é boa. O pH do estabilizador de classe II após a N-metilação é reduzido para 8,3~8,4, que pode ser usado em um ambiente relativamente alcalino, e tem excelente transmissão de luz, especialmente Ⅱd e Ⅱe são mais proeminentes, e podem até ser comparados com estabilizadores de luz de amina impedida disponíveis comercialmente. Tinuvin 770, Tinuvin 622 e Chimassorb 944 são comparáveis.

Ia, Id, IIe foram selecionados para testes de desempenho de aplicação, incluindo experimento de período de indução de oxidação, experimento de envelhecimento acelerado em clima artificial, experimento de envelhecimento em clima artificial com lâmpada de arco de carbono, experimento de envelhecimento em clima artificial com lâmpada de xenônio, experimento de envelhecimento em clima artificial com lâmpada ultravioleta fluorescente e vários resultados. O efeito antioxidante de Ia e IIe é maior do que o do antioxidante Irganox B215, e as propriedades mecânicas do material podem ser melhor mantidas, e as vantagens da estabilidade à luz são muito óbvias.

Com base nisso, a Beijing Tiangang Auxiliary Co., Ltd. e a Universidade de Tianjin desenvolveram em conjunto um estabilizador de luz de amina dendrítica de baixa alcalinidade com base em ésteres de ácido dicarboxílico. A fórmula estrutural é mostrada na Figura 3. Entretanto, embora a baixa alcalinidade amplie a faixa de aplicação dos estabilizadores de luz de amina impedida, ela também traz outros problemas.

Pegue Tinuvin 770 como exemplo. Do ponto de vista do mecanismo, os radicais de nitróxido prendem os radicais livres em materiais poliméricos para gerar uma estrutura de éter de amina semelhante ao Tinuvin 123, ou seja, o Tinuvin 123 perde duas vezes a estabilidade à luz do estabilizador de luz de amina impedida original. Com base nos motivos acima, a alcalinidade dos estabilizadores de luz de amina impedida deve ser selecionada de acordo com o ambiente de trabalho real. Em condições não ácidas, não é necessário buscar uma alcalinidade muito baixa. O efeito de estabilização da luz dos estabilizadores de luz de amina impedida com alta alcalinidade não é inferior aos estabilizadores de baixa alcalinidade, como o Chimassorb 944, que é 1.000 vezes mais alcalino do que o Chimassorb 944. Tinuvin 622e o efeito de estabilização da luz também é muito maior.

A introdução de outros grupos na molécula do estabilizador de luz de amina impedida para conferir outras funções ao estabilizador de luz de amina impedida é uma tendência importante na pesquisa atual. Por exemplo, a introdução de grupos fenólicos impedidos em moléculas de estabilizadores de luz de amina impedida pode exercer a resistência ao envelhecimento por calor e oxigênio dos estabilizadores de luz. O Tinuvin 144 e o Sanol LS 2626 são exemplos bem-sucedidos.

A Beijing Tiangang Auxiliary Co., Ltd. e a Universidade de Tianjin projetaram e sintetizaram uma série de estabilizadores de luz multifuncionais contendo fenóis impedidos. Estudos demonstraram que esses estabilizadores de luz fenólicos impedidos têm boa resistência à extração e à oxidação térmica. A compatibilidade dos materiais poliméricos é relativamente alta, e sua fórmula estrutural é mostrada na Figura 4.

Além disso, a introdução da estrutura de benzofenona ou triazina na estrutura molecular pode fazer com que ela tenha a função de absorver a luz ultravioleta. Jezy Zakrazewski e outros trabalharam muito para sintetizar muitos estabilizadores de luz de amina impedida com função de absorção de ultravioleta. A Beijing Tiangang Auxiliary Co., Ltd. projetou e sintetizou estabilizadores de luz de amina impedida contendo grupos de benzofenona com base em compostos de diamina. O teste de desempenho da aplicação mostrou que ele tem excelente função de absorção ultravioleta e função antifotooxidativa de envelhecimento. Sua fórmula estrutural é mostrada na Figura 5.

O Shanxi Chemical Industry Research Institute combinou organicamente aminas impedidas e fosfitos para desenvolver o GW-540. T Konstantinova, Zuo Hongliang e outros combinaram aminas impedidas com benzotriazol para preparar estabilizadores de luz de aminas impedidas. Ambos apresentam um bom efeito de estabilização da luz e têm as características de diversidade funcional.

Se um grupo reativo for introduzido na estrutura molecular da amina impedida, ele poderá ser ligado à espinha dorsal do polímero durante o processo de preparação do polímero para formar um material polimérico com efeito de estabilização permanente da luz, o que pode superar a estabilidade à luz da amina impedida A perda do agente devido à migração física ou volatilização. Nos últimos anos, os estabilizadores reativos de luz de amina impedida se desenvolveram rapidamente, e os produtos surgiram um após o outro. Por exemplo, o Luchem HAR100 lançado pela Elf Atochem tem um grupo oxalil hidrazida reativo em sua molécula, que pode ser combinado com grupos amino, isocianato e epóxi. O grupo reage para se ligar à espinha dorsal de vários polímeros.

A equipe de pesquisa da Universidade Búlgara de Metalurgia e Tecnologia Química está no nível de liderança na pesquisa de estabilizadores de luz de amina reativa impedida. Eles sintetizaram compostos de piperidinol, álcool alílico, benzofenona e benzotriazol na presença de catalisadores de transferência de fase. A fórmula estrutural mostrada na Figura 6 é um estabilizador de luz de amina impedida reativa, em que o piperidinol é o grupo funcional do estabilizador de luz de amina impedida para evitar a fotooxidação na superfície do material, e a benzofenona ou o benzotriazol é o absorvedor ultravioleta que pode evitar que a camada profunda do material seja degradada pela luz, e a base acrílica proporciona a capacidade do estabilizador de se ligar ao material, tornando-o parte do material polimérico.

O Shanxi Provincial Research Institute of Chemical Industry também realizou uma pesquisa aprofundada no campo de estabilizadores de luz de amina reativa impedida. O GW-628 que está sendo promovido atualmente tem excelente desempenho e função de absorção ultravioleta. Sua maior vantagem é que ele resolve com sucesso o problema dos estabilizadores de luz de amina reativa impedida. O problema do difícil enxerto de estabilizadores. Estudos demonstraram que, sem alterar os métodos de processamento dos produtos, a estabilidade à luz do GW-628 para filmes agrícolas e produtos de polietileno moldados por injeção é melhor do que o Chimassorb 994.

Os estabilizadores de luz de amina impedida são uma classe de estabilizadores de luz com excelente desempenho. Eles ainda são o foco de pesquisa e desenvolvimento. Com o surgimento contínuo de novos produtos, seu escopo de aplicação também está se expandindo. No futuro, eles substituirão os estabilizadores de luz tradicionais. Torne-se o produto líder no setor de estabilizadores de luz.

Nos últimos anos, a pesquisa e o desenvolvimento no exterior de novas variedades de estabilizadores de luz de amina impedida têm sido relativamente ativos, especialmente no campo de estabilizadores de luz multifuncionais e reativos, enquanto o mercado interno está relativamente atrasado. Para isso, os pesquisadores precisam se concentrar no fortalecimento da pesquisa básica, aumentar a pesquisa técnica sobre os principais intermediários e focar seletivamente no desenvolvimento de novas variedades com direitos de propriedade intelectual independentes. Acredito que, por meio dos esforços incessantes de gerações de pesquisadores científicos, a pesquisa sobre estabilizadores de luz de amina impedida na China certamente embarcará em um caminho de rápido desenvolvimento.

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