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受阻胺抗氧剂与受阻胺光稳定剂之间的相互作用与原理
作者: 小晓    日期: 2021-07-26 13:24    点击量:     文字大小:      
受阻胺抗氧剂与受阻胺光稳定剂之间的相互作用与原理

抗氧剂与光稳定剂
 
关于酚类抗氧化剂与光稳定剂之间的相互作用已有许多报道,受阻酚类抗氧化剂与受阻胺类光稳定剂同时使用可以在热氧化老化中产生协同作用,而在光氧化老化中往往会产生抗协同作用。
 
一、协同作用的原理
人们普遍认为抗氧化剂可以捕获自由基,但同时产生容易产生自由基的过氧化物ROOR和ROOH,而光稳定剂可以使RooR和RooH失活,从而阻止它们热分解或光解产生自由基。光稳定剂的过渡产物烷基羟胺可与苯氧基自由基反应生成受阻苯酚。在热氧老化条件下,它能生成高浓度的氮氧自由基,稳定化时生成的烷基羟胺在烘箱老化温度(130℃)下易热解或与过氧化物自由基反应,从而再生氮氧自由基,由于氮氧自由基与受阻酚之间的相互补偿循环,再生出两种活性链终止子,并具有协同作用。
 
二、产生抗协同效应的原理
光稳定剂和许多抗氧化剂对聚烯烃光氧化降解的稳定性有抗协同作用,光稳定剂与酚类抗氧剂产生抗协同作用的原因是在热加工过程中,在受阻胺产生的氮氧自由基的催化下,受阻酚类变成醌结构,具有光敏化作用,从而促进高分子材料的光降解。
反协同效应的可能性分析如下:
 
酸性受阻酚类抗氧化剂与碱性光稳定剂之间可能发生化学反应,酚类抗氧化剂被氮氧自由基氧化,对协同效应和反协同效应的解释慢慢被部分人所证实。选用光稳定剂Chimassorb 944和Tinuvin 622分别与抗氧化剂Irganox 1010和Ethanox 330复合,然后以高密度聚乙烯作为基础树脂制作测试样条,然后分别进行热氧老化和光氧老化试验。实验结果表明,在光氧化老化过程中,光稳定剂和抗氧剂几乎在整个稳定剂浓度配比下都具有抗协同作用,而在热氧化老化过程中,光稳定剂和抗氧剂具有抗协同作用。试验中,稳定剂复合使用的效果在整个浓度比范围内表现出较强的协同效应,这些现象可以用上述机理来解释。这些实验表明,当聚合物在一定条件下时,酚类抗氧剂与光稳定剂之间可能存在协同作用,但当条件改变时,它们也有可能存在反协同作用。
 
三、分子内重组的自协同作用
随着对复合稳定剂作用机理的深入研究,出现了分子内复合稳定剂,即将具有耐热氧和耐光氧的官能团结合成一个分子,这种稳定剂通常具有协同作用,也能改善稳定剂的其他性能,如耐热、耐光、耐萃取等。例如,原瑞士汽巴精化公司研发的抗氧剂1098是一种相对分子质量较高的受阻酚类抗氧剂,它是一种分子内复合抗氧剂,具有受阻酚类和受阻胺类抗氧剂的双重作用,具有良好的热稳定性、抗沉淀性、抗辐照性和与树脂的相容性,是高分子材料优良的抗氧剂和热稳定剂。此外,合成了光稳定剂和亚磷酸酯的分子内复合稳定剂结构,在热氧老化中,加入光稳定剂/P2聚合物的时间为1200 h,而相应的分子间复合物的时间仅为400 h,稳定效率提高了200,添加光稳定剂/P1聚合物的时间为4700h,而相应的分子间络合物的时间仅为700h,稳定效率提高了600%。
 
这两种稳定剂不仅在聚丙烯中表现出良好的光稳定性,还具有良好的热稳定性效果,可作为光稳定剂和热稳定剂使用,但这类稳定剂的发展还没有大的进展,可能是技术或成本的原因,不过这将是今后稳定剂的发展趋势之一。
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