受阻胺抗氧劑與受阻胺光穩(wěn)定劑之間的相互作用與原理

作者：小曉日期： 2021-07-26 點(diǎn)擊量：文字大小：大中小

受阻胺抗氧劑與受阻胺光穩(wěn)定劑之間的相互作用與原理

關(guān)于酚類抗氧化劑與光穩(wěn)定劑之間的相互作用已有許多報(bào)道，受阻酚類抗氧化劑與受阻胺類光穩(wěn)定劑同時(shí)使用可以在熱氧化老化中產(chǎn)生協(xié)同作用，而在光氧化老化中往往會產(chǎn)生抗協(xié)同作用。

一、協(xié)同作用的原理

人們普遍認(rèn)為抗氧化劑可以捕獲自由基，但同時(shí)產(chǎn)生容易產(chǎn)生自由基的過氧化物ROOR和ROOH，而光穩(wěn)定劑可以使RooR和RooH失活，從而阻止它們熱分解或光解產(chǎn)生自由基。光穩(wěn)定劑的過渡產(chǎn)物烷基羥胺可與苯氧基自由基反應(yīng)生成受阻苯酚。在熱氧老化條件下，它能生成高濃度的氮氧自由基，穩(wěn)定化時(shí)生成的烷基羥胺在烘箱老化溫度(130℃)下易熱解或與過氧化物自由基反應(yīng)，從而再生氮氧自由基，由于氮氧自由基與受阻酚之間的相互補(bǔ)償循環(huán)，再生出兩種活性鏈終止子，并具有協(xié)同作用。

二、產(chǎn)生抗協(xié)同效應(yīng)的原理

光穩(wěn)定劑和許多抗氧化劑對聚烯烴光氧化降解的穩(wěn)定性有抗協(xié)同作用，光穩(wěn)定劑與酚類抗氧劑產(chǎn)生抗協(xié)同作用的原因是在熱加工過程中，在受阻胺產(chǎn)生的氮氧自由基的催化下，受阻酚類變成醌結(jié)構(gòu)，具有光敏化作用，從而促進(jìn)高分子材料的光降解。

反協(xié)同效應(yīng)的可能性分析如下：

酸性受阻酚類抗氧化劑與堿性光穩(wěn)定劑之間可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，酚類抗氧化劑被氮氧自由基氧化，對協(xié)同效應(yīng)和反協(xié)同效應(yīng)的解釋慢慢被部分人所證實(shí)。選用光穩(wěn)定劑Chimassorb 944和Tinuvin 622分別與抗氧化劑Irganox 1010和Ethanox 330復(fù)合，然后以高密度聚乙烯作為基礎(chǔ)樹脂制作測試樣條，然后分別進(jìn)行熱氧老化和光氧老化試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在光氧化老化過程中，光穩(wěn)定劑和抗氧劑幾乎在整個(gè)穩(wěn)定劑濃度配比下都具有抗協(xié)同作用，而在熱氧化老化過程中，光穩(wěn)定劑和抗氧劑具有抗協(xié)同作用。試驗(yàn)中，穩(wěn)定劑復(fù)合使用的效果在整個(gè)濃度比范圍內(nèi)表現(xiàn)出較強(qiáng)的協(xié)同效應(yīng)，這些現(xiàn)象可以用上述機(jī)理來解釋。這些實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)聚合物在一定條件下時(shí)，酚類抗氧劑與光穩(wěn)定劑之間可能存在協(xié)同作用，但當(dāng)條件改變時(shí)，它們也有可能存在反協(xié)同作用。

三、分子內(nèi)重組的自協(xié)同作用

隨著對復(fù)合穩(wěn)定劑作用機(jī)理的深入研究，出現(xiàn)了分子內(nèi)復(fù)合穩(wěn)定劑，即將具有耐熱氧和耐光氧的官能團(tuán)結(jié)合成一個(gè)分子，這種穩(wěn)定劑通常具有協(xié)同作用，也能改善穩(wěn)定劑的其他性能，如耐熱、耐光、耐萃取等。例如，原瑞士汽巴精化公司研發(fā)的抗氧劑1098是一種相對分子質(zhì)量較高的受阻酚類抗氧劑，它是一種分子內(nèi)復(fù)合抗氧劑，具有受阻酚類和受阻胺類抗氧劑的雙重作用，具有良好的熱穩(wěn)定性、抗沉淀性、抗輻照性和與樹脂的相容性，是高分子材料優(yōu)良的抗氧劑和熱穩(wěn)定劑。此外，合成了光穩(wěn)定劑和亞磷酸酯的分子內(nèi)復(fù)合穩(wěn)定劑結(jié)構(gòu)，在熱氧老化中，加入光穩(wěn)定劑/P2聚合物的時(shí)間為1200 h，而相應(yīng)的分子間復(fù)合物的時(shí)間僅為400 h，穩(wěn)定效率提高了200，添加光穩(wěn)定劑/P1聚合物的時(shí)間為4700h，而相應(yīng)的分子間絡(luò)合物的時(shí)間僅為700h，穩(wěn)定效率提高了600%。

這兩種穩(wěn)定劑不僅在聚丙烯中表現(xiàn)出良好的光穩(wěn)定性，還具有良好的熱穩(wěn)定性效果，可作為光穩(wěn)定劑和熱穩(wěn)定劑使用，但這類穩(wěn)定劑的發(fā)展還沒有大的進(jìn)展，可能是技術(shù)或成本的原因，不過這將是今后穩(wěn)定劑的發(fā)展趨勢之一。

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