有關(guān)光穩(wěn)定劑的論文

1、濱州學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）1濱州學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)小議光穩(wěn)定劑的研究與發(fā)展摘要大多數(shù)聚合物材料,包括塑料、橡膠、纖維、涂料等,在戶外使用時會發(fā)生光老化而使使用壽命縮短。為有效防止聚合物材料的光劣化,人們已對聚合物的光老化和光穩(wěn)定機理進行了廣泛的研究并先后研發(fā)出了幾個類型的光穩(wěn)定劑。但由于戶外應(yīng)用范圍不斷擴大和環(huán)境不斷惡化正使聚合物的光老化變得越來越復(fù)雜而光防護難度也日益加大。光穩(wěn)定劑是一類添加于化妝品、紡織物、高分子材料中的用來減免紫外線輻射傷害的物質(zhì)提高高分子材料光穩(wěn)定性，它能夠防止高分子材料發(fā)生光氧老化，大大延長它們的使用壽命。光穩(wěn)定劑的用量極少，價格高，用途廣泛，目前，在各種塑料制品、纖

2、維、橡膠制品、涂料、油漆、粘合劑中，光穩(wěn)定劑是必不可少的添加組分。在汽車部件的塑料化發(fā)展中，對耐候性的要求更高，隨之對光穩(wěn)定劑的需求量也更大。可以預(yù)期，隨著聚合物材料應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬，光穩(wěn)定劑的重要作用將進一步顯示出來。關(guān)鍵詞 光穩(wěn)定劑 發(fā)展 應(yīng)用 生產(chǎn)現(xiàn)狀Research and development of the discussion about light stabilizerAbstract The majority of polymer materials, including plastics, rubber, fiber, coating, light aging and s

3、horten the service life will be in the outdoor use. In order to effectively prevent the optical degradation of polymer materials, people have on the polymer aging and light stabilization mechanism has been widely studied and has developed several types of light stabilizers. But because of the outdoo

4、r expanding the scope of application and the deteriorating environment is that the polymer light aging is becoming more and more complex and light protection more difficult growing. Light stabilizer is a kind of added to cosmetics, textile, polymer materials for ultraviolet radiation damage relief m

5、aterial to improve the light stability of polymer materials, it can prevent the occurrence of photooxidation aging of polymer materials, greatly prolong their service life. Light stabilizer is few, the price is high, wide range of uses, at present, in all kinds of plastic products, fiber, rubber, pa

6、int, paint, adhesives, light stabilizer is added integral components. In the plastic development of automobile parts, on the corrosion resistance requirements are higher, then demand for light stabilizer is greater. Can be expected, with the application of polymeric materials are continuously expand

7、ing, the important role of light stabilizer will further show.Keyword Light stabilizers Developing Application Production Status1 第一章 光穩(wěn)定劑概述第一章 11光穩(wěn)定劑的定義日常體用的塑料、橡膠、纖維、染料、涂料、顏料經(jīng)常暴露在空氣中，如果在陽光下或強的人造光下，會加 速老化，尤其是在紫外光下，會產(chǎn)生光化反應(yīng)和自動氧化 反應(yīng)，導(dǎo)致發(fā)生光降解，得外觀和物理性能變壞，這一過程稱為光氧老化或光老化，也稱為光氧化降解或光降解。光穩(wěn)定劑或稱紫外光穩(wěn)定劑，是一類添于塑料和其他

8、材料 中，能夠抑制或減緩材料光老化速度，提高材料耐光性的 物質(zhì)。它是合成材料加工助劑重要門類之一。由于在20世紀(jì)中期使用的大多數(shù)光穩(wěn)定劑能夠吸收紫外光，故習(xí)慣上 又稱它為紫外線吸收劑。它是 一類來減免紫外線輻射傷害的物質(zhì)。只需添加少量即可使生命體或其它物體因紫外輻射而引起的損耗大大減小。隨著高分子合成材科的快速發(fā)展,尤其是合成材科在戶外應(yīng)用的日益增加,光穩(wěn)定劑已成為塑料助劑的重要類別,近年來光穩(wěn)定劑的需求量呈現(xiàn)高速增長趨勢1。第二章 1.2研究背景20世紀(jì)以來，由于工業(yè)發(fā)展帶來的環(huán)境污染，大量氟里昂等化合物滯留在空氣上空，被紫外線分解成活性鹵，它們進而與臭氧發(fā)生連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致大氣臭氧層嚴(yán)重破壞

9、，臭氧耗損、太陽紫外線輻照強度不斷增強、地面日光中紫外線含量增加，使到達地面的紫外線隨之增加。由于臭氧層濃度的減少，太陽光中輻射到地面的短波長紫外線增加，紫外線量增加和短波化會對人類(包括生物界)產(chǎn)生重大危害和影響。面對越來越嚴(yán)重的環(huán)境問題，人們開始重視境的保護也更加注重對自身的防護。因此，在織物、化妝品中添加光穩(wěn)定劑也成為人們?nèi)找骊P(guān)注的問題2第三章 1.3.光穩(wěn)定劑的分類1.1 1.3.1光屏蔽劑通常作為屏蔽劑的是無機顏料和填料， 如炭黑、 二氧化鈦、 氧化鋅、 二氧化硅、 陶粉等。由于它們具有高度的分散性和遮蓋力， 能將吸收的光能轉(zhuǎn)為熱能散發(fā)、 將有害的光波反射， 從而發(fā)揮防護聚合物的作用

10、， 延緩材料的老化。光屏蔽劑的功能是遮蔽和吸收紫外線，減少后 者對聚合物的直接作用。 涂層是一層用來保護另一種高分子材料的、有 較大光屏蔽效應(yīng)的高分子防護膜，當(dāng)然這種防護膜 是具有良好光穩(wěn)定性和很高紫外線吸收率的高分子 材料，也可以是含有相當(dāng)高濃度紫外線吸收劑的高 分子材料。 涂層當(dāng)然應(yīng)該有足夠的厚度以阻隔紫外線直接 攻擊被保護的聚合物材料；由于光氧降解在很大程 度上取決于氧向聚合物內(nèi)擴散的程度，所以也可通 過增加涂層表面密度以降低表面層的滲透性，達到 穩(wěn)定化的目的3。 1.2 1.3.2紫外線吸收劑紫外線吸收劑的穩(wěn)定機理是能夠?qū)⑺盏淖贤夤饽芰哭D(zhuǎn)變?yōu)闊崮苌l(fā)掉。分子結(jié)構(gòu)中的苯環(huán)上均有鄰位羥

11、基， 很容易通過氫鍵的作用以及發(fā)生分子重排的可逆變化將激發(fā)能消耗掉， 從而保護聚合物分子。1.3 1.3.3 猝滅劑猝滅劑的作用機理是能使聚合物吸收紫外光能后成為激發(fā)態(tài)的能量轉(zhuǎn)移到猝滅劑分子上，并以發(fā)射熒光或轉(zhuǎn)化為熱能等無害的方式使能量消散， 使聚合物迅速回復(fù)穩(wěn)定的基態(tài)。目前使用的猝滅劑主要是一些二價鎳螯合物,有機部分為取代酚或硫代雙酚等,主要有二硫代氨基甲酸鹽,膦酸單酯鎳型,硫代雙酚型等4。1.4 1.3.4自由基捕獲劑.捕獲劑主要是受阻胺類光穩(wěn)定劑(HALS)。HALS作為新型、高效、協(xié)同效果好的光穩(wěn)定劑,近20年來得到快速發(fā)展,許多性能優(yōu)異,結(jié)構(gòu)獨特的多功能品種不斷被開發(fā)與應(yīng)用,目前已成

12、為全球光穩(wěn)定劑的主導(dǎo)產(chǎn)品和最具發(fā)展前途的光穩(wěn)定劑品種。HALS主要是哌啶系、哌啶系衍生物及咪唑烷酮系衍生物等 42 第二章 光穩(wěn)定劑應(yīng)用第一章 2.1在加氫裂化潤滑油基礎(chǔ)油 中的應(yīng) 用第二章加氫裂化潤滑油基礎(chǔ)油 ( 以下 簡稱加氫基礎(chǔ) 油) 因其具有較好的粘溫性 能、低揮發(fā)性能、良好 的熱安定性能 以及優(yōu) 良的控制油泥形 成的能力 ,為進一步提高現(xiàn)代潤滑油規(guī)格檔次，尤其是調(diào)制 高檔內(nèi)燃機油和優(yōu)質(zhì)工業(yè)用油提供了基本條件，它將成為油品研究的主體。但加氫基礎(chǔ)油本身存 在著光安定性差 的缺陷 ， 因而 限制 了它的應(yīng)用。 光安定性差是指加氫基礎(chǔ)油見光放置一段時間后 出現(xiàn)顏 色變深 ， 產(chǎn)生渾濁、 沉淀

13、等現(xiàn)象 ， 嚴(yán)重影響 了后續(xù)油品的調(diào)和及基礎(chǔ)油的 出廠 ， 選擇合適的 光穩(wěn)定劑是改善加氫基礎(chǔ)油光安定性的一種行之 有效的方法。據(jù)報道 ， 用伊朗、 沙特等國家的加氫 基礎(chǔ)油調(diào)制 的變壓器油通 過加入適 當(dāng)?shù)墓夥€(wěn)定劑， 在不影響表面張力、 保持低溫溶解性較好的情 況下 ， 使光安定性達到了與溶劑精制變壓 器油產(chǎn) 品相當(dāng)?shù)乃健?第三章 2.2光穩(wěn)定劑對纖維級聚苯硫醚流變行為的影響聚苯硫醚(PPS)纖維具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、耐腐蝕性、電絕緣性及優(yōu)良的阻燃性。目前PPS纖維主要用于工業(yè)濾材,但隨著PPS合成和紡絲技術(shù)的發(fā)展,PPS纖維在阻燃織物、防護服、耐熱衣料和民用服飾等戶外應(yīng)用方面將不斷擴大。雖

14、然PPS纖維具有許多優(yōu)異性能,但在紫光照下,其分子鏈中的-S-鍵容易氧化斷裂,發(fā)生解聚或生成自由基活性鏈導(dǎo)致部分交聯(lián),纖維從淺黃變到黃褐色,力學(xué)性能下降,使用壽命縮短,限制了PPS纖維的戶外應(yīng)用。Das P K等人在上世紀(jì)90年代對其老化機理進行了研究,而針對PPS纖維光老化問題,大多采用光穩(wěn)定與PPS物理共混改性加以解決。光穩(wěn)定劑的加入將影響聚合物的流變行為,而聚合物流變行為是紡絲成型加工的重要指標(biāo)5。國內(nèi)外學(xué)者也曾經(jīng)對PPS的流變行為進行了相關(guān)研究報道。1.1 2.2.1光穩(wěn)定劑對PPS流動曲線的影響PPS熔體的流變性能與一般聚烯烴不同,其流變說明升高溫度能夠提高體系的流動性,使各PPS都

15、向牛頓流體靠近,相同溫度下,加入不同類型光穩(wěn)定劑后PPS的n在±0.05范圍內(nèi)變化,對其影響較小。以纖維級聚苯硫醚(PPS)樹脂為原料,研究不同光穩(wěn)定劑對PPS流變行為的影響。結(jié)果表明,不同光穩(wěn)定劑的加入對PPS非牛頓指數(shù)影響較小,且隨溫度升高都趨向于0.9;在剪切速率為0 s-1487 s-1范圍內(nèi),PPS會出現(xiàn)“剪切增稠”現(xiàn)象,而光穩(wěn)定劑炭黑和受阻胺的加入起一定的抑制作用;在高剪切區(qū)487 s-13000 s-1范圍內(nèi),PPS結(jié)構(gòu)黏度指數(shù)隨溫度的升高而減小,減小的程度越低,則熔體結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定,可紡性越好;光穩(wěn)定劑的加入會使PPS的粘流活化能減小6。第四章 2.3光穩(wěn)定劑對石蠟的光安

16、定作用石蠟作為一種化工原料不僅用途廣、品種多,而且產(chǎn)量也不斷增加。目前,世界年產(chǎn)量達3.6×1064.0×106t。我國是世界上石蠟資源極其豐富的國家,也是石蠟生產(chǎn)和出口大國,年產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的四分之一。由于含微量S、N、O的化合物,以及芳烴、烯烴類物質(zhì),在紫外線和熱的作用下,易被氧化,使石蠟的顏色變深,臭味加重。這些化合物以及芳烴、烯烴類物質(zhì)中不穩(wěn)定的組分,在紫外線和熱的作用下,易被氧化,致使石蠟的顏色變深,使用價值降低。光安定性是石蠟的一個重要指標(biāo),它是指石蠟在光的作用下,逐漸變色的性質(zhì),也是衡量石蠟精制深度的重要標(biāo)志。為了改善石蠟的光安定性能,研究不同光穩(wěn)定劑和抗

17、氧劑及其配合使用、光穩(wěn)定劑含量對石蠟光氧安定性的影響。結(jié)果表明,在不同種類的石蠟中,紫外線吸收劑(UV-P、UV-531、UV-9)的應(yīng)用效果較好;增加光穩(wěn)定劑的含量可提高石蠟的光安定性,一般光穩(wěn)定劑的加入量在0.52之間;基于蠟的性質(zhì)不同,抗氧劑T501與光穩(wěn)定劑復(fù)配對某些蠟的光安定性有所提高;抗氧劑對某些石蠟的光安定性有一定的改善作用,其用量在0.51之間7。第五章 2.4光穩(wěn)定劑在提高染料光牢度中的應(yīng)用 染料光牢度，即日曬牢度，是指染色織物耐曬的程度，即染色織物在日光或人造光源的照射下褪色、變色的程度。它是評價染料品質(zhì)的重要指標(biāo)，是影響染料應(yīng)用性能的重要因素光牢度是評價染料性能的重要指標(biāo)

18、之一，是影響染料應(yīng)用性能的重要因素著染料科學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬，高光穩(wěn)定性染料的開發(fā)和應(yīng)用顯得尤為重要。影響紡織纖維上染料光牢度的因素有多方面8，而太陽光是導(dǎo)致染料褪色的最主要誘因。染料光褪色是主要通過氧化或還原途徑進行。普遍認(rèn)為，紫外線具有較高的能量，應(yīng)該是染料褪色的主要原因。但隨著對染料褪色機理研究的逐漸深入，人們現(xiàn)對染料褪色發(fā)生作用的不有紫外線，可見光部分也對染料光牢度有很大的影響9，通過使用光穩(wěn)定劑，如紫外線吸收劑、受阻胺類光穩(wěn)定劑、抗氧劑和紫外線屏蔽劑等是提高染料光牢度的有效手段之一。對光穩(wěn)定劑在提高染料光牢度中應(yīng)用的進展進行綜述。目前研究光穩(wěn)定劑應(yīng)用的方法主要有兩種：一種是在染

19、料分子中引入光穩(wěn)定劑分子結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)能夠吸收或屏蔽紫外線和可見光，阻止光對染料結(jié)構(gòu)的破壞，從而提高染料的光牢度；另一種是將光穩(wěn)定劑以添加劑的方式應(yīng)用于染整工藝中10。3 第三章 光穩(wěn)定劑國內(nèi)外發(fā)展第一章 3.1國外光穩(wěn)定劑出現(xiàn)已有50多年的歷史。50年代二苯甲酮系列光穩(wěn)定劑得到了廣泛的應(yīng)用,其代表商品如UV-531;60年代苯并三唑類光穩(wěn)定劑投放市場,代表商品有UV-323、UV-328等。70年代是光穩(wěn)定劑開發(fā)最活躍的時期,。除了有機鎳外,性能優(yōu)良的新型光穩(wěn)定劑HALS開始工業(yè)化,并以較高的速度發(fā)展。過去20年,HALS始終是聚合物光穩(wěn)定化研究領(lǐng)域的核心課題。90年代世界HALS品種開發(fā)呈現(xiàn)

20、如下特征:(1)高相對分子質(zhì)量化。(2)低堿性化。(3)復(fù)合化、多功能化。從應(yīng)用角度來看,單一組成的HALS品種往往存在某些應(yīng)用性能的不足,基于不同結(jié)構(gòu)的HALS組分之間可能具協(xié)同效應(yīng),而且彼此間性能的互補有助于達到應(yīng)用上的最佳平衡,因此復(fù)合HALS品種的研究開發(fā)已形成一個新的特征。 (4)反應(yīng)型HALS開始使用。在受阻胺分子結(jié)構(gòu)內(nèi)引入反應(yīng)性基團,使之在聚合物制備、加工中鍵合成或接枝到聚合物主鏈,形成帶有受阻胺官能團的永久性光穩(wěn)定聚合物,這樣就克服了以往添加型HALS由于物理遷移或揮發(fā)而造成的穩(wěn)定劑損失,改善并提高了HALS在聚合物中的分散性能和光穩(wěn)定效果,也與其他助劑具有較好的相容性。受阻胺

21、光穩(wěn)定劑HALS仍是開發(fā)重點，其它類型的開發(fā)則很少。由于HALS具有高效、多功能、無毒等優(yōu)點,已成為21世紀(jì)光穩(wěn)定劑的發(fā)展方向,淘汰低分子量受阻胺,而轉(zhuǎn)向發(fā)展高相對分子質(zhì)量化、多官能團化、非堿性與反應(yīng)型品種,這已成為趨勢。盡管如此,UVA的開發(fā)和應(yīng)用仍不容忽視,它們在一些特殊應(yīng)用領(lǐng)域的地位似乎難以替代,例如HALS不能對聚碳酸酯起光穩(wěn)定作用,UVA仍然是最重要的紫外光穩(wěn)定劑,故二苯甲酮類、苯并三唑類紫外線吸收劑需求仍將保持一定的增長速率11。此外2-羥基苯基三嗪類UVA的開發(fā)是UVA領(lǐng)域的新動向。據(jù)稱,這類新型結(jié)構(gòu)UVA具有很高的光穩(wěn)定性,尤其對光譜中短波紫外線吸收率極高。近年來,聚合物光穩(wěn)定

22、性的主要進展,似乎已從發(fā)現(xiàn)新產(chǎn)品逐漸轉(zhuǎn)移到建立更有效的光穩(wěn)定劑配方、改良光穩(wěn)定劑的結(jié)構(gòu)以及光穩(wěn)定劑高相對分子質(zhì)量化方面。第二章 3.2國內(nèi)光穩(wěn)定劑生產(chǎn)市場及發(fā)展趨勢近年來我國光穩(wěn)定劑研究與生產(chǎn)發(fā)展迅速,目前有20余家生產(chǎn)企業(yè),生產(chǎn)品種超過30種,形成一定規(guī)模并具有一定市場份額的有20種左右。我國光穩(wěn)定劑的研發(fā)主要集中在受阻胺類光穩(wěn)定劑,繼第一代低分子質(zhì)量品種GW-540、GW-770和第二代聚合型高分子質(zhì)量品種622944之后,第三代、第四代復(fù)合型和反應(yīng)型品種783、628研發(fā)成功,預(yù)示著我國光穩(wěn)定劑正在接近國際先進水平。;中科院化學(xué)所研制生產(chǎn)的GFW-100HALS,與樹脂相容性好,加工安全

23、,在紫外線吸收劑領(lǐng)域,苯并三唑類新品種UV-329、三嗪類高效紫外線吸收劑UV-425和全新結(jié)構(gòu)的無色高效紫外線吸收劑UV-419和光穩(wěn)定劑GW -4611,以及應(yīng)用于工程塑料的紫外線吸收劑UV-418等的開發(fā)與應(yīng)用,極大地豐富了國內(nèi)光穩(wěn)定劑市場的品種和結(jié)構(gòu)12。國內(nèi)光穩(wěn)定劑的應(yīng)用主要集中在長壽農(nóng)膜、室外塑料制品等,聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、ABS樹脂、聚氨酯等是光穩(wěn)定劑消費主要領(lǐng)域。近年來我國通用合成樹脂產(chǎn)量快速增長,塑料加工及塑料制品量保持年均20%左右的速度增長目前,我國光穩(wěn)定劑研究與開發(fā)主要集中在HALS系光穩(wěn)定劑4,主要品種有GW-540、480、544、508等,其中544和508

24、是近兩年開發(fā)出的很有發(fā)展前途的HALS品種。近年來我國HALS的中間體哌啶醇、哌啶酮也發(fā)展較快,已形成1 000t以上的年生產(chǎn)規(guī)模。UVA中的苯甲酮類及苯并三唑類光穩(wěn)定劑的光穩(wěn)定效率盡管比HALS低得多,但仍是傳統(tǒng)的光穩(wěn)定劑產(chǎn)品,在市場上有一定份額我國光穩(wěn)定劑發(fā)展方向為:(1)提高產(chǎn)品的光、熱穩(wěn)定耐久性、耐水解及耐油性,降低揮發(fā)性和毒性,提高與聚合物相容性;(2)增加品種,特別是開發(fā)高性能、多功能、長效、無(低)毒品種,復(fù)配、高相對分子質(zhì)量化仍是開發(fā)新品種的重要途徑;(3)不斷降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本,投產(chǎn)新型HALS111.1 3.2.1國產(chǎn)光穩(wěn)定劑 BW- 10LD 在聚丙烯生產(chǎn)中的應(yīng)用研究目前

25、 ,市場上可選擇的無毒高相對分子質(zhì)量受阻胺類光穩(wěn)定劑多為進口產(chǎn)品 ,如 Tinuvin 622LD、 Chimassorb 944FD/LD、 Cysorb UV - 3346 等 ,價格昂貴。為降低成本 ,提高國產(chǎn)聚丙烯產(chǎn)品在市場中的競爭力 ,我們將國產(chǎn)光穩(wěn)定劑BW - 10LD用于耐候聚丙烯工業(yè)生產(chǎn) ,并系統(tǒng)研究了耐老化性能。研究結(jié)果確認(rèn)國產(chǎn)光穩(wěn)定劑BW- 10LD可完全替代進口助劑 ,打破了聚丙烯生產(chǎn)中關(guān)鍵助劑由國外產(chǎn)品壟斷的局面 ,填補了國內(nèi)空白13。自 1997 年BW - 10LD投入工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用以來 ,已在北京燕山石油化工股份有限公司的聚丙烯生產(chǎn)裝置上應(yīng)用了 60 t ,共生產(chǎn)防

26、老化聚丙烯50 kt ,沒有出現(xiàn)不良反映 ,進一步證實了BW - 10LD的可靠性 ,說明使用國產(chǎn)化光穩(wěn)定劑生產(chǎn)防老化聚丙烯完全可行【14】.第三章 3.4差距我國光穩(wěn)定劑發(fā)展起步較晚，與合成樹脂工業(yè)比較，發(fā)展相對落后和緩慢。這主要是受國家某些法規(guī)及現(xiàn)階段消費水平的影響，造成研究工作落后。根據(jù)預(yù)測和調(diào)查，我國光穩(wěn)定劑需求應(yīng)有較大幅度增長.但是，實際產(chǎn)量、消費量有一定差距。第四章 3.5不足但是,直到目前已經(jīng)開發(fā)的光穩(wěn)定劑體系實際上只能適用于特定應(yīng)用條件和環(huán)境下某些品種聚合物材料的光穩(wěn)定。這主要是因為這些光穩(wěn)定劑或多或少還存在以下技術(shù)問題而使其光穩(wěn)定功能不能得到充分發(fā)揮:(1)相容性差,不能在聚

27、合物中均勻分布;(2)對熱、光不穩(wěn)定,在加工或使用過程降解;(3)易發(fā)揮、遷移、滲出、被介質(zhì)抽提,在加工或使用過程流失;(4)可與聚合物、并用添加劑或環(huán)境化學(xué)物質(zhì)反應(yīng),在加工或使用過程失效;等等。與此同時,顏色、毒性、環(huán)境污染以及價格問題也影響了光穩(wěn)定劑的推廣應(yīng)用。弄清影響光穩(wěn)定劑應(yīng)用性能的各種物理-化學(xué)因素及其規(guī)律性是光穩(wěn)定劑基礎(chǔ)研究的目標(biāo),而充分利用基礎(chǔ)研究所獲得的認(rèn)識通過各種物理-化學(xué)手段開發(fā)出綜合性能不斷接近 “理想”條件的新型光穩(wěn)定劑(體系)則是光穩(wěn)定劑開發(fā)研究的動向。4 第四章 幾種光穩(wěn)定劑介紹第一章 4.1受阻胺光穩(wěn)定劑受阻胺類光穩(wěn)定劑(HALS)是一類具有空間位阻效應(yīng)的以2,2

28、,6,6-四甲基哌啶為母體的化合物,同時也是一種新型高效光穩(wěn)定劑,其效果為傳統(tǒng)穩(wěn)定劑的2.4倍,與紫外線吸收劑和抗氧劑有良好的協(xié)同效應(yīng)15。該類穩(wěn)定劑不會使樹脂著色,低毒或無毒,能滿足薄膜制品、纖維制品和食品包裝材料的要求,近20年來得到快速發(fā)展,許多性能優(yōu)異,結(jié)構(gòu)獨特的多功能品種不斷被開發(fā)與應(yīng)用。受阻胺光穩(wěn)定劑具有分解氫過氧化物、猝滅激發(fā)態(tài)氧、捕獲自由基和有效基團可循環(huán)再生等功能，是國內(nèi)外用量最大的一類光穩(wěn)定劑。國內(nèi)受阻胺光穩(wěn)定劑的生產(chǎn)量占國內(nèi)光穩(wěn)定劑生產(chǎn)總量的50%左右，國內(nèi)受阻胺光穩(wěn)定劑的消費量占國內(nèi)光穩(wěn)定劑消費總量的65%左右。國內(nèi)受阻胺光穩(wěn)定劑的科研開發(fā)工作始于20世紀(jì)70年代初期，

29、并于70年代中后期生產(chǎn)出工業(yè)產(chǎn)品 。目前,已成為全球光穩(wěn)定劑的主導(dǎo)產(chǎn)品和最具發(fā)展前途的光穩(wěn)定劑品種,HALS主要是哌啶系、哌啶系衍生物和咪唑烷酮類衍生物等16。第二章 4.2紫外線吸收型光穩(wěn)定劑紫外線吸收型光穩(wěn)定劑通稱為紫外線吸收劑，這類光穩(wěn)定劑是利用自身分子結(jié)構(gòu)，將光能轉(zhuǎn)換成熱能，避免塑料材料發(fā)生光氧化反應(yīng)而起到光穩(wěn)定作用。紫外線吸收劑根據(jù)分子結(jié)構(gòu)不同分為二苯甲酮類和苯并三唑類等。國內(nèi)二苯甲酮類光穩(wěn)定劑和苯并三唑類光穩(wěn)定劑的產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量近兩年大幅度提高，總產(chǎn)能約3 kt左右，產(chǎn)量分別占國內(nèi)光穩(wěn)定劑生產(chǎn)總量的20%和30%左右。國內(nèi)二苯甲酮類光穩(wěn)定劑和苯并三唑類光穩(wěn)定劑消費量分別占國內(nèi)光穩(wěn)定

30、劑消費總量的20%和15%左右。二苯甲酮類光穩(wěn)定劑和苯并三唑類光穩(wěn)定劑的出口數(shù)量約占國內(nèi)產(chǎn)量的50%以上。第三章 4.3二苯甲酮類光穩(wěn)定劑UV-531（2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮）和UV-9是國內(nèi)生產(chǎn)和使用的兩個主要二苯甲酮類光穩(wěn)定劑產(chǎn)品，UV-531與UV-9消費量比例約為82。2000年以前國產(chǎn)廠家一般使用一步法工藝生產(chǎn)UV-531，產(chǎn)品質(zhì)量差，成本高，當(dāng)時每噸價格不低于12萬元人民幣。價格和質(zhì)量因素迫使一步法生產(chǎn)UV-531的廠家紛紛停產(chǎn)，而采用二步法工藝生產(chǎn)UV-531的廠家在市場競爭中取得了優(yōu)勢。2005年，UV-531生產(chǎn)廠家基本改為以氯辛烷為中間體的生產(chǎn)工藝，進一步提高了UV

31、-531產(chǎn)品質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本，減輕了生產(chǎn)過程的污染。第四章 4.4杯芳烴-新型有機材料光穩(wěn)定劑*杯芳烴是一類新型大環(huán)化合物, ,根據(jù)其獨特結(jié)構(gòu)特征,討論了作為新型光穩(wěn)定劑在有機材料方面的應(yīng)用。有機材料的光、熱、氧穩(wěn)定性是影響其應(yīng)用性能的主要因素。添加光穩(wěn)定劑是解決有機材料穩(wěn)定性常用的、簡單易行的方法。揮發(fā)性或介質(zhì)抽提性又是影響光穩(wěn)定劑穩(wěn)定效果的重要因素。一般來說,低分子量光穩(wěn)定劑易揮發(fā)且耐抽提性差,在有機材料的加工應(yīng)用中常常導(dǎo)致穩(wěn)定性下降,聚合性高分子量光穩(wěn)定劑由于分子量難控制又經(jīng)常導(dǎo)致最終產(chǎn)品性能的差異。功能單體型高分子量光穩(wěn)定劑是目前開發(fā)研究的主要方向之一。杯芳烴的開發(fā)為解決這一問題提

32、供了一條重要途徑。杯芳烴可用作聚乙烯、烯烴共聚物、聚氨酯和ABS及其他高分子聚合物的光穩(wěn)定劑【17】第五章 4.4光穩(wěn)定劑GW-540 光穩(wěn)定劑GW-540亞磷酸三(1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇)酯是我國科技工作者自主確立分子結(jié)構(gòu)、并擁有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的受阻胺光穩(wěn)定劑產(chǎn)品之一,GW-540在國內(nèi)的工業(yè)性生產(chǎn)和應(yīng)用始于20世紀(jì)70年代后期,國外20世紀(jì)90年代中期才出現(xiàn)相關(guān)的工業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用報道合成光穩(wěn)定劑GW-540亞磷酸三(1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇)酯的合成工藝。分兩步進行,第一步為2,2,6,6-四甲基哌啶(哌啶醇)與甲醛反應(yīng),再經(jīng)蒸餾得到1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇(中間

33、體);第二步中間體與滴加的PCl3在苯中反應(yīng)生成GW-540。第六章 4.5光穩(wěn)定劑乳液的制備及其性能選用非/非離子型乳化劑(Span80和Tween40),采用相轉(zhuǎn)變溫度法(PIT法)測定乳化劑親水親油平衡值(HLB值)更接近油相實際所需的HLB值.在PIT附近(通常低于PIT 24)制備O/W型乳液,然后迅速冷卻到儲存溫度,既保持了體系中液珠的直徑最小,又確保了液珠的聚結(jié)速度很慢.顯然,乳化溫度對乳液粒徑及其穩(wěn)定性至關(guān)重要.經(jīng)計算,本體系的PIT值約為55.以制備紫外吸收劑UV-328乳液為例,經(jīng)大量實驗驗證,采用m(Span80)m(Tween40)=11(Span80的HLB值為4.3

34、,Tween40的HLB值為15.6),(分散相)=10%,(乳化劑)=10 g/L,(1,2-丙二醇)=2%,在52時用冰浴冷卻至室溫的乳化復(fù)配工藝下,所制備的乳液泛藍光,粒徑最小,經(jīng)過鈣離子穩(wěn)定性、離心穩(wěn)定性、儲存穩(wěn)定性測試,效果最理想.采用類似配方制備的其他光穩(wěn)定劑乳液效果也較好【18】. (1)Span80和Tween40乳化劑復(fù)配,其乳液受溫度影響大.PIT法測定的乳化劑HLB值更接近油相實際所需的HLB值,在約52,m(Span80)m(Tween 40)=11(分散相)=10%,(乳化劑)=10 g/L,(助表面活性劑1,2-丙二醇)=2%時,制成的乳液均勻穩(wěn)定,泡沫最少.(2)

35、在高效光穩(wěn)定劑乳液單獨及復(fù)配整理滌綸織物時,紫外線吸收劑UV-360與受阻胺自由基捕獲劑UV-944復(fù)配的抗紫外及增進染料耐曬牢度效果均最好,乳液中乳化劑與溶劑環(huán)己烷對紫外線吸收影響甚小.(3)UV-944與UV-360復(fù)配物的抗紫外耐曬效果比原樣和商品高耐曬增進劑好.。為受阻胺光穩(wěn)定劑(HALS)的重要中間體,2-氯-4,6-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶氧基)-1,3,5-三嗪(CDTMTZ)本身也是一種光穩(wěn)定劑,是合成其它高分子量光穩(wěn)定劑的基礎(chǔ). 1.1 4.4.1結(jié)論 (1)光穩(wěn)定劑中間體2-氯-4,6-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶氧基)-1,3,5-三嗪的制備,用水作溶劑時,適宜的條件為第一階段反應(yīng)溫度58,時間2小時,第二階段反應(yīng)溫度7580,時間24小時,TMPONOL與TCC用理論配比.(2)在適宜條件下制備的產(chǎn)物熔點223.8226.4,與文獻值較為吻合;元素分析結(jié)果與理論計算值及文獻值都較為一致.(3)水作溶劑,成本低,操作簡單,后處理方便且無污染,具有很好的工業(yè)應(yīng)用前景【19】綜述光穩(wěn)定劑能提高高分子材料的光穩(wěn)定性,防止光氧老化,延長高分子材料的使用壽命。目前,在各種樹脂的塑料制品、纖維、橡膠制品、涂料、油漆、粘合劑等中,光穩(wěn)定劑是必不可少的添加組分。在汽車部