Свойства полимеров обусловлены их высокой молекулярной массой, а все, что вызывает изменение молекулярной массы полимеров, называется деструкцией полимеров. Среди многочисленных факторов, УФ-излучение является одним из наиболее важных факторов деградации полимеров. Для технического и экономического применения очень важно предотвратить деградацию пластмасс под действием кислорода и света. Добавки необходимы для промышленных пластмасс для сценариев внешнего применения, особенно используемых в качестве конструкционного материала, и могут повысить полимерную стабильность пластмасс к воздействию температуры и света. Обычно HALS получают из 2,2,6,6-тетраметилпиперидина или 1,2,2,6,6-пентаметилпиперидина. HALSs могут использоваться во многих смолах для защиты этих материалов от фотодеструкции в результате радикального повреждения и окислительной токсичности.
Tinuvin 770 — это светостабилизатор, используемый в полимерах для стабилизации. Он может защищать полимеры, особенно полипропилен, от ультрафиолетового излучения и предотвращать потерю механических и физических свойств полимеров под воздействием погодных условий и солнечного света. Tinuvin 770 относится к HALS, и в качестве светостабилизатора используется во многих полимерах, таких как PE (полиэтилен), PP (полипропилен), поликарбонат, полиуретан, PS (полистирол), PA (полиамиды), полиацетали и акрилонитрильные полимеры. Химическое название Tinuvin 770 — bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl) sebacat. В сухих условиях Tinuvin 770 обладает высокой стабильностью и хорошими характеристиками для полимеров, устойчивых к деградации и разложению под воздействием прямого солнечного света и кислотных условий.
Однако не все продукты могут быть своевременно израсходованы, что приведет к появлению большого количества просроченных Tinuvin 770. В целях экономической экономии нефтехимических производств и сохранения окружающей среды, в исследовании уделено внимание изучению возможностей использования просроченного Tinuvin 770. Если он по-прежнему эффективен для полимеров, то может заменить существующие методы использования просроченных материалов, которые выбрасывают в окружающую среду десятки токсичных химикатов. Давайте вместе ознакомимся с исследованием.
Исследователи, участвовавшие в этом исследовании, использовали Tinuvin 770 с истекшим и не истекшим сроком годности (также называемый стандартным образцом), произведенный на одной и той же фабрике. Вначале они провели ДСК просроченного и стандартного образцов, чтобы выяснить, будут ли точки плавления двух образцов отличаться. Кривые на рисунках 1 и 2 — это кривые ДСК, отражающие потерю веса образцов при нагревании. Плавление образцов приводит к появлению пика на кривой. В MSDS, предоставленном производителем, корпорация указывает, что Tinuvin 770 имеет температуру плавления в диапазоне 81-86 °C. Исследования показали, что стандартный образец имеет температуру плавления 85,92 °C, а просроченный образец плавится при 85,54 °C. Оба показателя находятся в пределах нормы и очень близки, что говорит о схожих термических свойствах двух образцов, а также о том, что в просроченном образце не произошло деградации, которая могла бы привести к изменению температуры плавления.
Рисунок 1: Кривые ДСК стандартного Tinuvin 770.
Рисунок 2: Кривая ДСК просроченного Tinuvin 770.
Просроченный Tinuvin 770 и стандартный образец были исследованы на ИК-Фурье спектре с помощью инфракрасного спектрометра. На рисунке 3 представлен ИК-Фурье спектр стандартного образца. Как мы все знаем, карбонильная группа имеет ИК-поглощение в диапазоне 1660-1850 см-1, спектр имеет соответствующий пик при 1721 см-1, иллюстрирующий наличие карбонильной группы в стандартном образце. А связь N-H имеет поглощение при растяжении, поглощение при изгибе и поглощение при изгибе вне листа, расположенные соответственно при 3300 — 3500 см-1, 1500 см-1 и 800 см-1. Все пики, принадлежащие к модам колебаний связи N-H, наблюдаются в спектре при 3323 см-1, 3423 см-1, 1500 см-1 и 793 см-1. Спектр показывает, что также появился изгибный пик поглощения метиленовой группы (CH3) при 1378 см-1 и изгибный пик поглощения метильной группы (CH2) в длинной цепи при 739 см-1.
Рисунок 3: ИК-Фурье спектр стандарта Тинувин 770
ИК-Фурье спектры, полученные при анализе образца Tinuvin770 с истекшим сроком годности, представлены на рисунке 4. Образец с истекшим сроком годности также показывает соответствующие пики ИК-поглощения в ИК-Фурье спектре при 1721 см-1 для карбонильной группы. Пик соответствует N-H поглощению при растяжении в виде двух широких пиков в диапазоне 3300-3500 см-1, что означает 3323 см-1 и 3423 см-1, а N-H поглощение при изгибе в 1500 см-1 наблюдается в виде слабого пика. Наблюдается изгибное поглощение N-H за пределами листа вблизи 800 см-1, что означает 793 см-1. Также появился пик изгибного поглощения метиленовой группы (CH3) при 1378 см-1 и пик изгибного поглощения метильной группы (CH2) в длинной цепи при 739 см-1.
При сравнении полученных ИК-Фурье спектров для образца Тинувина 770 с истекшим сроком годности и стандартного образца Тинувина 770, был сделан вывод, что оба спектра относятся к одному соединению, и этот результат свидетельствует о том, что в данном образце не произошло деградации и изменений в связи с истечением срока годности. Однако ИК-Фурье спектр не может подтвердить количество различных компонентов, поэтому нам необходимы другие эксперименты по идентификации и количественные методы анализа.
Рисунок 4 ИК-Фурье спектр экспирированного образца Tinuvin770.
Было проведено УФ-сканирование обоих образцов с помощью UV-VIS спектрофотометра и определено, соответствует ли диапазон поглощения двух образцов друг другу. Исследователи проверили UV-VIS (видимый — ультрафиолетовый) спектры стандартного образца и образца с истекшим сроком годности и сразу же сравнили их. Спектр UV-VIS записывается в виде зависимости поглощения от длины волны (нм). В диапазоне от 800 нм до 200 нм ультрафиолетовое поглощение отсутствует из-за того, что в экспериментах в качестве растворителя используется метанол. Диапазон длин волн тестирования пока составляет до 205 нм, что называется точкой отсечения поглощения. Таким образом, УФ-поглощение используемого образца связано с наблюдаемыми пиками в полученном спектре. УФ-спектры стандартного образца представлены на рисунке 5. В структуре тинувина 770 присутствуют карбонильные группы хромофора (C=O). Карбонильные группы в ненасыщенных соединениях, содержащих такие атомы, как кислород и азот, имеют переходы типа n → π∗ в пределах 280-290 нм, поэтому многие из этих переходов являются запрещенными переходами, что приводит к уменьшению интенсивности пиков. Стандартный образец тинувина 770 демонстрирует слабое поглощение в области 280-290 нм, а его адсорбция начинает увеличиваться при 270 нм и достигает максимума при 250 нм. УФ-спектр образца тинувина 770 с истекшим сроком годности представлен на рисунке 6.
Соответствующий пик карбонильной группы хромофора (C=O) образца Tinuvin 770 с истекшим сроком годности, как и стандартного образца, в области 280 — 290 нм был слабым и начинал увеличиваться с 270 нм. Вершина пика расположена в области 250 нм. В заключение можно сказать, что в образце с истекшим сроком годности не произошло изменения хромофора, другими словами, эти два образца имеют одинаковое поглощение и содержат одинаковые основные ингредиенты.
Рисунок 5 UV-VIS хроматограмма стандарта Tinuvin770.
Рисунок 6 UV-VIS хроматограмма просроченного Tinuvin770.
Затем исследователи растворили стандартный образец и образец с истекшим сроком годности в ацетонитриле и образовали растворы по 200 ppm, которые ввели в прибор ВЭЖХ-УФ для анализа. Время удерживания, согласно хроматограмме, равно 5,4 минуты — это интервал времени от инжекции до достижения пика вершины. Для идентификации пиков материалов время удерживания является важным параметром. А ВЭЖХ-УФ можно использовать для количественного расчета идентификации путем подсчета площади под каждым пиком. Площадь, определяемая интеграторами систем стабильности под каждым пиком, которые также называют полосами поглощения, пропорциональна количеству ингредиента в исследуемой системе. Время удерживания стандартного образца и просроченного Tinuvin 770 составляет 5,4 минуты, что свидетельствует о том, что просроченный образец не подвергся деградации. На рисунке 7 кривые представляют собой суммы полученных площадей пиков при четырех инъекциях стандартного образца и образца с истекшим сроком годности. Между двумя кривыми есть небольшая разница, что может быть связано с изменением влажности или большим количеством образцов. Времена удерживания двух образцов очень близки, и это свидетельствует о том, что образец с истекшим сроком годности еще не разложился.
Рисунок 7: Сравнение площади под кривой обоих образцов в ВЭЖХ-УФ
Исследователи также тестируют ГХ-МС (газовая хроматография, соединенная с масс-спектрометром) спектр двух образцов, который может отделить различные ингредиенты и идентифицировать различные компоненты. Образцы растворяют в жидкой фазе и добавляют небольшое количество в испарительную камеру, чтобы получилась газовая фаза. Газовая хроматография с использованием фиксированной капиллярной колонки с жидкой неподвижной фазой, адсорбирующейся на инертной твердой поверхности, позволяет разделить различные компоненты в газовой фазе. А масс-спектрометр исследует эти различные вещества для их идентификации. Как и хроматограмма ВЭЖХ-УФ, хроматограмма ГХ-МС также может получить концентрацию исследуемых соединений путем подсчета площади под различными пиками и определить состав путем сравнения времени удерживания. Разница между временем удерживания образца с истекшим сроком годности и стандартного образца Тинувина 770 составляет менее 0,1 мин, что может быть вызвано погрешностью прибора. Это согласуется с результатами ВЭЖХ-УФ. Данные результатов ГХ-МС сравниваются на рисунке 8.
Рисунок 8: Сравнение площадей ГХ-МС под пиком Tinuvin 770
В результате исследований был сделан вывод, что светостабилизатор Tinuvin770 после истечения срока годности должен храниться в соответствующих условиях, вдали от влажности, ионизирующих излучений и высокой температуры (выше температуры системы экструдера), а так как он является щелочным соединением, его необходимо хранить в свободной кислотной среде. После соблюдения этих условий просроченный Tinuvin 770 может сохранять свою структуру и функциональные характеристики, поэтому его по-прежнему можно использовать в полимерах, таких как PP и других, для стабилизации.
Продукты той же серии
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
Sallie Stillman Bran
Wow, great article post. Really thank you! Awesome. Sallie Stillman Bran
Priscilla Lefty Nissie
Hello. This post was extremely fascinating, especially since I was searching for thoughts on this subject last Saturday. Priscilla Lefty Nissie
Sabra Fairfax Fredelia
There is certainly a lot to know about this issue. I really like all of the points you made. Sabra Fairfax Fredelia
Correna Gaston Lat
Way cool! Some very valid points! I appreciate you penning this write-up and also the rest of the website is very good. Correna Gaston Lat
Jorie Haven Sterling
I feel that is one of the such a lot vital information for me. Jorie Haven Sterling
Jaimie Mikey Adine
Just wanna remark that you have a very decent internet site , I the design and style it actually stands out. Jaimie Mikey Adine
D. Kimberli Timothee Kuster
Rattling nice design and style and wonderful articles.
Deb Frasquito
This is my first time visit at here and i am in fact happy to read everthing at alone place.
Maryjane Rockie Clapper
I want to give you a big thumbs up for finding interesting information here.
Harriott Towney Meir
I think the content matter here is rattling excellent , appreciate it for your efforts.
Alice
Greetings! Very useful advice in this post! This is basically the little changes that produce the biggest changes. Thanks for sharing!
Fawnia Major Giverin
We are a group of volunteers and starting a new scheme in our community. Your site offered us with valuable info to work on. You have done a formidable job and our entire community will be grateful to you.
Faunie Stanislas Ambrose
Excellent blog post. I definitely appreciate this website. Continue the good work!
Willis
I just like the helpful info you provide on your
articles. I’ll bookmark your weblog and check once more right here frequently.
I’m slightly sure I will learn many new stuff proper here!
Good luck for the following!
driving school in manchester
Really appreciate you sharing this blog post.Really thank you! Will read on…