Успехи отечественных исследований в области светостабилизаторов на основе затрудненных аминов
В последние годы, с целью дальнейшего улучшения характеристик светостабильности светостабилизаторов на основе сложных аминов и расширения областей их применения, исследования светостабилизаторов на основе сложных аминов, обладающих высокой молекулярной массой, низкой щелочностью, реактивностью и мультифункционализацией, по-прежнему очень активны. В настоящее время лидеры исследований стремятся к улучшению характеристик, повышению функциональности, снижению стоимости и расширению области применения без потери светостабильности. В этой статье мы кратко рассмотрим исследования по направлению совершенствования различных светостабилизаторов, уделив особое внимание некоторым отечественным достижениям.
Поскольку светостабилизаторы на основе сложных аминов часто используются в полимерных материалах с высокой удельной поверхностью, самым большим недостатком низкомолекулярных светостабилизаторов на основе сложных аминов является плохая устойчивость к экстракции, летучесть и легкость потери в процессе использования.
Для решения этой проблемы компания Ciba-Geigy выпустила мономерный полимерный светостабилизатор Chimassorb 119. Этот светостабилизатор обладает хорошей светостабильностью и широко используется в полиолефинах и полистиролах. В полимерных материалах его структура показана на рисунке 1.
Исследования показали, что хотя светостабилизаторы на основе аминов со слишком высокой молекулярной массой устойчивы к экстракции и трудно улетучиваются, они снижают свои миграционные свойства в полимерных материалах и влияют на нормальную работу их светостабилизирующих эффектов. Путь к разрешению этого противоречия заключается в поиске оптимального диапазона молекулярной массы, обычно контролируемого на уровне от 2 000 до 3 000 г/моль для достижения более сбалансированного эффекта использования.
Поскольку высокая щелочность большинства светостабилизаторов на основе сложных аминов делала невозможным их использование в кислой среде и затрудняла соединение с кислотными добавками, в конце 1980-х годов люди стали обращать внимание на светостабилизаторы на основе сложных аминов с низкой щелочностью. Сексуальные исследования. Компания Ciba-Geigy разработала продукт Tinuvin 123 по реакции N-алкилирования, который может использоваться в сочетании с галогенсодержащими антипиренами и вспомогательными антиоксидантами на основе серы, а также обладает отличными светостабилизирующими эффектами. В настоящее время к низкощелочным продуктам светостабилизаторов на основе затрудненных аминов относятся Chimassorb 119, Tinuvin 371, Tinuvin 152 компании Ciba-Geigy и Cyasorb UV 3529 компании Cytec.
На основе разработки дендритных светостабилизаторов Чэнь Вэй из Тяньцзиньского университета и другие разработали и синтезировали низкоосновные аминные светостабилизаторы, показанные на рисунке 2, на основе диаминовых соединений, и провели систематические испытания на светостабильность.
Разработанный и синтезированный ими дендритный аминный светостабилизатор класса I имеет рН от 9,6 до 9,7, что является сильно щелочным показателем и может использоваться в относительно щелочной среде. Кроме того, температура плавления этого вида светостабилизатора составляет 50-80 ℃, что подходит для обработки большинства материалов, а его светопропускание является хорошим. pH стабилизатора класса II после N-метилирования снижается до 8,3～8,4, который может быть использован в относительно щелочной среде, и имеет отличную светопропускаемость, особенно Ⅱd и Ⅱe более заметны, и даже могут быть сравнены с коммерчески доступными стабилизаторами света со связующим амином Tinuvin 770, Tinuvin 622 и Chimassorb 944 сопоставимы.
Ia, Id, IIe были выбраны для тестирования эффективности применения, включая эксперимент по индукции окисления, эксперимент по ускоренному старению в искусственном климате, эксперимент по старению в искусственном климате с использованием углеродной дуговой лампы, эксперимент по старению в искусственном климате с использованием ксеноновой лампы, эксперимент по старению в искусственном климате с использованием флуоресцентной ультрафиолетовой лампы, и различные результаты. Антиоксидантный эффект Ia и IIe выше, чем у антиоксиданта Irganox B215, механические свойства материала лучше сохраняются, а преимущества светостойкости очень очевидны.
Исходя из этого, компания Beijing Tiangang Auxiliary Co., Ltd. и Тяньцзиньский университет совместно разработали дендритный светостабилизатор на основе эфиров дикарбоновых кислот с низким содержанием щелочей. Структурная формула показана на рисунке 3. Однако, несмотря на то, что низкая щелочность расширяет область применения светостабилизаторов на основе аминов, она также порождает другие проблемы.
В качестве примера можно привести Tinuvin 770. С точки зрения механизма, нитроксидные радикалы захватывают свободные радикалы в полимерных материалах, образуя структуру аминового эфира, подобную Тинувину 123, то есть Тинувин 123 теряет светостабильность исходного светостабилизатора на основе аминов со связями в два раза. Исходя из вышеизложенных причин, щелочность светостабилизаторов на основе сложных аминов следует выбирать в зависимости от реальной рабочей среды. В некислотных условиях нет необходимости слишком сильно стремиться к низкой щелочности. Светостабилизирующий эффект стабилизаторов света на основе аминов с высокой щелочностью не Стабилизаторы, не уступающие по щелочности, такие как Chimassorb 944, в 1000 раз более щелочные, чем Tinuvin 622, и светостабилизирующий эффект также намного выше.
Введение других групп в молекулу светостабилизатора на основе связного амина для придания светостабилизатору других функций является важным направлением в современных исследованиях. Например, введение фенольных групп в молекулы светостабилизаторов на основе аминов со свободной связью позволяет повысить устойчивость светостабилизаторов к тепловому и кислородному старению. Успешными примерами являются Tinuvin 144 и Sanol LS 2626.
Компания Beijing Tiangang Auxiliary Co., Ltd. и Тяньцзиньский университет разработали и синтезировали серию многофункциональных светостабилизаторов, содержащих фенолы со связями. Исследования показали, что эти фенольные светостабилизаторы со сложными фенольными связями обладают хорошей устойчивостью к экстракции и термическому окислению. Совместимость с полимерными материалами относительно высока, а структурная формула представлена на рисунке 4.
Кроме того, введение в молекулярную структуру бензофенона или триазина может придать ей функцию поглощения ультрафиолетового света. Jezy Zakrazewski и другие проделали большую работу по синтезу многих светостабилизаторов на основе затрудненного амина с функцией поглощения ультрафиолета. Компания Beijing Tiangang Auxiliary Co., Ltd. разработала и синтезировала на основе диаминовых соединений аминовые светостабилизаторы, содержащие бензофеноновые группы. Испытания показали, что они обладают превосходной функцией поглощения ультрафиолетовых лучей и защитой от фотоокислительного старения. Его структурная формула показана на рисунке 5.
Научно-исследовательский институт химической промышленности Шаньси органически объединил затрудненные амины и фосфиты для разработки GW-540. Т. Константинова, Цзуо Хунлян и другие объединили сложные амины с бензотриазолом для получения светостабилизаторов на основе сложных аминов. Оба вещества демонстрируют хороший эффект светостабилизации и обладают свойствами функционального разнообразия.
Если в молекулярную структуру амина вводится реактивная группа, она может быть связана с полимерной основой в процессе получения полимера с образованием полимерного материала с постоянным светостабилизирующим эффектом, что позволяет преодолеть светостабильность амина, потерянного в результате физической миграции или улетучивания. В последние годы реактивные аминные светостабилизаторы быстро развивались, и продукты появлялись один за другим. Например, Luchem HAR100, выпущенный компанией Elf Atochem, имеет в своей молекуле реактивную оксалилгидразидную группу, которая может сочетаться с амино, изоцианатной и эпоксидной группами. Эта группа вступает в реакцию, соединяясь с основой различных полимеров.
Исследовательская группа Болгарского университета металлургии и химической технологии занимает лидирующие позиции в области изучения светостабилизаторов на основе реактивных затрудненных аминов. Они синтезировали соединения пиперидинола, аллилового спирта, бензофенона и бензотриазола в присутствии катализаторов фазового переноса. Структурная формула, приведенная на рисунке 6, представляет собой реактивный светостабилизатор на основе амина, в котором пиперидинол является функциональной группой светостабилизатора на основе амина, предотвращающего фотоокисление на поверхности материала, а бензофенон или бензотриазол — ультрафиолетовый поглотитель, способный предотвратить разрушение глубокого слоя материала под действием света, а акриловая основа обеспечивает способность стабилизатора связываться с материалом, превращая его в часть полимерного материала.
Научно-исследовательский институт химической промышленности провинции Шаньси также провел глубокие исследования в области светостабилизаторов на основе реактивных затрудненных аминов. Продвигаемый в настоящее время GW-628 обладает превосходными характеристиками и функцией поглощения ультрафиолета. Его главным преимуществом является то, что он успешно решает проблему светостабилизаторов на основе реактивных аминов. Проблема затрудненной прививки стабилизаторов. Исследования показали, что без изменения методов обработки продуктов светостабильность GW-628 для сельскохозяйственной пленки и литьевых полиеновых изделий лучше, чем у Chimassorb 994.
Светостабилизаторы на основе гидрированных аминов — это класс светостабилизаторов с превосходными характеристиками. Они по-прежнему находятся в центре внимания исследователей и разработчиков. С постоянным появлением новых продуктов расширяется и сфера их применения. В будущем они заменят традиционные светостабилизаторы. Станут ведущим продуктом в индустрии светостабилизаторов.
В последние годы зарубежные исследования и разработки новых разновидностей светостабилизаторов на основе затрудненных аминов были относительно активными, особенно в области многофункциональных и реактивных светостабилизаторов, в то время как отечественные были относительно отсталыми. В связи с этим ученым необходимо сосредоточиться на укреплении фундаментальных исследований, расширить технические исследования ключевых промежуточных продуктов и выборочно сосредоточиться на разработке новых сортов с независимыми правами интеллектуальной собственности. Я верю, что благодаря неустанным усилиям поколений научных исследователей, исследования светостабилизаторов на основе затрудненных аминов в Китае непременно встанут на путь быстрого развития.
Same series products
Свяжитесь с нами прямо сейчас!
Если вам нужен COA, MSDS или TDS, пожалуйста, заполните контактную информацию в форме ниже, мы обычно связываемся с вами в течение 24 часов. Вы также можете написать мне info@longchangchemical.com в рабочее время (с 8:30 до 18:00 UTC+8 пн.~сб.) или воспользоваться чатом на сайте, чтобы получить быстрый ответ.
Эта статья была написана отделом исследований и разработок Longchang Chemical. При копировании и перепечатке, пожалуйста, указывайте источник.
Astra Hilarius Elana
Excellent post. I absolutely love this website. Keep writing!
Carita Jefferey Hitoshi
Thanks for the marvelous posting! I quite enjoyed reading it, you are a great author. I will be sure to bookmark your blog and will often come back sometime soon. I want to encourage that you continue your great posts, have a nice morning!