華東理工大學(xué)精品課程課件-高分子材料助劑、穩(wěn)定劑

第四章穩(wěn)定劑

Stabilizer

·熱穩(wěn)定劑

·光穩(wěn)定劑

精品資料熱穩(wěn)定劑精品資料概述(ɡàishù)所謂熱穩(wěn)定劑，是指那些用來提高能發(fā)生非鏈斷裂熱降解的聚合(jùhé)材料熱穩(wěn)定性的物質(zhì)。這些合成材料主要是指PVC、PVDC、PCTFE、CPVC、PVFCE、氯丁橡膠、氯磺化的PE、氯化SBR、聚氯苯乙烯、PVA等。精品資料穩(wěn)定(wěndìng)原理熱穩(wěn)定劑具有的功能以下：①能置換高分子鏈中存在的活潑原子（如PVC中的氯原子），以得到更為穩(wěn)定的化學(xué)鍵和減小引發(fā)脫氯化氫反應(yīng)的可能性；②能夠迅速結(jié)合脫落下來的氯化氫，抑制其自動(dòng)催化作用；③通過與高分子材料中所存在的不飽和鍵進(jìn)行(jìnxíng)加成反應(yīng)而生成飽和的高分子鏈，以提高該合成此類熱穩(wěn)定性；④能抑制聚烯結(jié)構(gòu)的氧化與交聯(lián)；⑤對(duì)聚合材料具有親和力，而且是無毒或低毒的；⑥不與聚合材料中已存在的添加劑，如增塑劑、填充劑和顏料等發(fā)生作用。精品資料能置換PVC中存在的烯丙基氯中的氯原子，生成比較穩(wěn)定的酯，從而消除了聚合材料(cáiliào)中脫氯化氫的引發(fā)源。精品資料對(duì)于有機(jī)錫類熱穩(wěn)定劑的作用機(jī)理，曾有人用示蹤原子進(jìn)行過研究，認(rèn)為有機(jī)錫化合物首先與PVC分子鏈上的氯原子配位，在配位體電場(chǎng)中存在于高分子鏈上的活潑氯原子與Y基團(tuán)進(jìn)行交換(jiāohuàn)，從而抑制了PVC脫氯化氫的熱降解反應(yīng)。其過程可表示如下：精品資料熱穩(wěn)定劑的種類、結(jié)構(gòu)(jiégòu)與性能精品資料鉛穩(wěn)定劑

鉛穩(wěn)定劑是最早發(fā)現(xiàn)并用于PVC的，至今仍是熱穩(wěn)定劑的主要品種之一。由于(yóuyú)鉛穩(wěn)定劑的價(jià)格低廉，熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，所以在日本鉛穩(wěn)定劑（包括鉛的皂類）約占整個(gè)穩(wěn)定劑用量的50%，而在我國(guó)則主要以鉛類穩(wěn)定劑為主。缺點(diǎn)：毒性大，其應(yīng)用越來越受到限制。精品資料常用(chánɡyònɡ)的鉛穩(wěn)定劑鉛穩(wěn)定劑分子式外觀毒性三鹽基硫酸鉛3PbO·PbSO4·H2O白色粉末有毒二鹽基亞磷酸鉛2PbO·PbHPO3·1/2H2O白色針狀結(jié)晶有毒鹽基性亞硫酸鉛nPbO·PbSO3白色粉末有毒二鹽基鄰苯二甲酸鉛2PbO·Pb(C8H4O4)白色粉末有毒三鹽基馬來酸鉛3PbO·Pb(C4H2O4)·H2O微黃有毒二鹽基硬脂酸鉛2PbO·Pb(C17H35CO2)2白色有毒堿式碳酸鉛（鉛白）2PbCO3·Pb(OH)2白色有毒硬脂酸鉛Pb(C17H35CO2)2白色有毒硅膠/硅酸鉛共沉淀PbSiO3·mSiO2白色有毒精品資料三鹽基硫酸鉛是使用最普遍的一種，它具有優(yōu)良的耐熱性和電絕緣性，耐候性尚好，特別適用于高溫加工，廣泛地用于各種不透明硬、軟制品(zhìpǐn)及電纜料中。二鹽基亞磷酸鉛的耐候性在鉛穩(wěn)定劑中是最好的，且有良好的耐初期著色性，可制得白色制品(zhìpǐn)，但在高溫加工時(shí)有氣泡產(chǎn)生。鹽基性亞硫酸鉛的耐熱性、耐候性、加工性都比三鹽基硫酸鉛優(yōu)良，使用于高溫等苛刻條件下的加工，主要用于硬制品(zhìpǐn)和電纜料。二鹽基鄰苯二甲酸鉛耐熱性與耐候性兼優(yōu)，作為軟質(zhì)PVC泡沫塑料的穩(wěn)定劑特別有效。適用于耐熱電線、泡沫塑料和樹脂糊。硅酸鉛/硅膠共沉淀物的折光率小，在鉛穩(wěn)定劑中是唯一有透明性的產(chǎn)品，但有吸濕性。其性能隨著產(chǎn)品中SiO2含量的不同而變化，如SiO2含量增加時(shí)，可使透明性、手感和著色穩(wěn)定性增加，但熱穩(wěn)定性和吸濕性下降。精品資料鉛類穩(wěn)定劑的主要優(yōu)點(diǎn)是：熱穩(wěn)定性、尤其是長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性好；電氣絕緣性好；具有白色顏料的性能，覆蓋(fùgài)力大，因此耐候性好；可作為發(fā)泡劑的活性劑；具有潤(rùn)滑性；價(jià)格低廉。鉛類穩(wěn)定劑的缺點(diǎn)是：所得制品透明性差；毒性大；分散性差；易于受硫化氫污染。由于其分散性差，相對(duì)密度大，所以用量大，常達(dá)5份以上。鹽基性鉛鹽是目前應(yīng)用最廣泛的穩(wěn)定劑。如三鹽基硫酸鉛、鹽基性亞硫酸鉛以及二鹽基亞磷酸鉛等，尚在大量使用。由于其透明性差，所以主要用于管材、板材等硬質(zhì)不透明的制品及電線包覆材料等。精品資料金屬(jīnshǔ)皂類穩(wěn)定劑所謂金屬皂是指高級(jí)脂肪酸的金屬鹽，所以品種極多。作為PVC類聚合材料熱穩(wěn)定劑的金屬皂則主要是硬脂酸（A）、月桂酸（B、）棕櫚酸（C）等的鋇、鎘、鉛、鈣、鋅、鎂、鍶等金屬鹽。還有芳香族酸、脂肪族酸以及(yǐjí)酚或醇類的金屬鹽類，如苯甲酸、水楊酸、環(huán)烷酸、烷基酚等的金屬鹽類等。雖然它們不適“皂”，但人們?cè)诹?xí)慣上仍把它們和金屬皂類相提并論，它們大多是液體復(fù)合穩(wěn)定劑的主要成分。M(C17H35CO2)2

硬脂酸M=Pb、Ba、Cd、Ca、Zn、Sn、Mg、Al等

（A）

M(C11H23CO2)2月桂酸M＝Cd、Ca、Zn等

（B）精品資料金屬皂類熱穩(wěn)定劑的性能與其結(jié)構(gòu)是緊密相關(guān)的。脂肪酸根中碳鏈越長(zhǎng)，其熱穩(wěn)定性與加工性越好，耐溶劑（如水和各種溶劑）抽提性也越高，制品的脂肪酸臭味也隨之而減?。坏瞧渑cPVC聚合物的相容性則越差，容易產(chǎn)生噴霜現(xiàn)象，從而使得PVC制品的印刷性和熱合性下降。對(duì)于碳數(shù)相同的酸根，其高分子鏈上官能團(tuán)的不同也導(dǎo)致其性能的改變。高分子鏈中的不飽和鍵能增加(zēngjiā)其與PVC的相容性，但又易于發(fā)生氧化與聚合，從而使得制品易于發(fā)生粘連、變色。如果在金屬皂類的分子中引入芳環(huán)或脂環(huán)，則可提高其與PVC的相容性，減少噴霜現(xiàn)象，改善印刷性與熱合性，還可提高PVC料的熱流動(dòng)性。如果芳環(huán)帶有烷基，還能提高其熱穩(wěn)定性、耐候性、初期著色性與抗氧性。在合成不對(duì)稱的金屬鹽時(shí)，可以通過改變其陰離子的種類和比例來調(diào)節(jié)其相容性、熱穩(wěn)定性等性能。精品資料按照金屬皂類穩(wěn)定劑的穩(wěn)定功能可將其分為兩大類，即Cd、Zn類與Ba、Ca、Mg類。Cd、Zn皂類穩(wěn)定劑的作用機(jī)理，一方面能捕獲PVC熱降解時(shí)所脫落的氯化氫，另一方面能置換高分子鏈中存在的活潑氯原子并在酯化反應(yīng)的同時(shí)伴隨有雙鍵的轉(zhuǎn)移，使共軛多烯結(jié)構(gòu)破壞，所以其熱穩(wěn)定效果應(yīng)是極為優(yōu)異的。但是由于所生產(chǎn)的氯化鎘與氯化鋅是路易士酸，對(duì)PVC脫氯化氫有催化作用。對(duì)于Ba、Ca、Mg皂，它們也具有捕捉氯化氫的能力，但不具備鎘與鋅皂的另外(lìnɡwài)兩種作用，所以它們只能延滯PVC的熱老化，而不能消除其熱老化的根源。在它們單獨(dú)使用時(shí)，其熱穩(wěn)定效果較低，但由此所生成的氯化鋇、氯化鈣、氯化鎂對(duì)PVC的脫氯化氫反應(yīng)無催化作用。通常是將此兩類金屬皂穩(wěn)定劑復(fù)配使用，以產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，大幅度地提高其熱穩(wěn)定性。精品資料低毒性穩(wěn)定劑是指Ba/Zn與Ca/Zn系的穩(wěn)定劑，而不用有毒的鎘皂。鋅皂的初期穩(wěn)定效果好，但生成的氯化鋅能促進(jìn)聚合材料的劣化，隨著受熱過程的延長(zhǎng)會(huì)發(fā)生急速變黑現(xiàn)象，稱作鋅燒。在以鋅皂為基礎(chǔ)的配合中，既要保持其熱穩(wěn)定效果，又要抑制其鋅燒現(xiàn)象的發(fā)生。目前主要(zhǔyào)從以下兩方面來進(jìn)行考慮：（1）使用足夠量的鋅皂，但使用添加劑，使生成的ZnCl2無害化（高鋅配合）；（2）減少鋅皂的用量來抑制鋅燒，用添加劑改善初期著色（低鋅配合）。精品資料以往使用的高鋅配合的添加劑是亞磷酸酯、環(huán)氧化合物、多元醇等，它們對(duì)于鋅燒現(xiàn)象具有較好的抑制效果，但有析出、噴霜和增加初期著色等不足。大量的研究結(jié)果表明，綜合性能比較(bǐjiào)好的氯化鋅的螯合劑是硫代二丙酰乙醇胺、亞氮基三醋酸三烷基酰胺酯等。從本質(zhì)上看，高鋅配合的耐熱性不高，不適宜于高溫加工。作為低鋅配合的初期著色改良劑，近年來開發(fā)了許多品種，其中β-二酮類化合物效能很高，可極大地改善非鎘穩(wěn)定劑的性能。目前，在要求耐熱性的領(lǐng)域內(nèi)使用低鋅配合為主，而高鋅配合主要用于加有碳酸鈣類添加劑或防霧劑的配方中，原因可能是碳酸鈣本身略具鈣系穩(wěn)定劑的功能，而使其耐熱性相當(dāng)于低鋅配合，而防霧劑也具有多元醇類似的穩(wěn)定化能力。精品資料有機(jī)(yǒujī)錫穩(wěn)定劑有機(jī)錫穩(wěn)定劑可用下述通式表示：根據(jù)Y的不同，有機(jī)錫穩(wěn)定劑主要有下列三種(sānzhǒnɡ)類型：脂肪酸鹽型、馬來酸鹽型、硫醇鹽型。作為商品的錫穩(wěn)定劑，一般很少使用純品，大都是添加了穩(wěn)定化助劑的復(fù)合物。有機(jī)錫類穩(wěn)定劑的主要特點(diǎn)是：具有高度的透明性，突出的耐熱性，低毒并耐硫化污染。精品資料液體(yètǐ)復(fù)合穩(wěn)定劑所謂液體復(fù)合穩(wěn)定劑是指有機(jī)金屬鹽類、亞磷酸酯、多元醇、抗氧劑和溶劑等多組分的混合物。幾種常見的形式：金屬鹽類如鎘/鋇/（鋅）皂（通用型），鋇/鋅造（耐硫化污染型），鈣/鋅皂（無毒型）以及其他鈣/錫和鋇/錫復(fù)合物等類型。至于鹽中酸根(suāngēn)種類也是多種多樣的，如辛酸、油酸、環(huán)烷酸、月桂酸、合成脂肪酸、樹脂酸、苯甲酸、水楊酸、苯酚、烷基酚和亞磷酸等。常用的亞磷酸酯有：亞磷酸三苯酯、亞磷酸一苯二異辛酯、亞磷酸三異辛酯、三壬基苯基亞磷酸酯等。主要優(yōu)點(diǎn)：使用方便，耐壓析性好，透明性好，與樹脂和增塑劑的相容性好，而且用量也較少。當(dāng)用于軟質(zhì)透明制品時(shí)，液體復(fù)合穩(wěn)定劑的耐候性好，而且沒有初期著色，比用有機(jī)錫穩(wěn)定劑便宜得多。當(dāng)用于增塑糊時(shí)粘度穩(wěn)定性高。主要缺點(diǎn)：潤(rùn)滑性較差。主要用于作軟質(zhì)制品。精品資料有機(jī)(yǒujī)輔助穩(wěn)定劑某些有機(jī)化合物單獨(dú)作為熱穩(wěn)定劑時(shí)，其性能尚有欠缺，但若與其他(qítā)類型的熱穩(wěn)定劑配合使用，則能產(chǎn)生優(yōu)異的應(yīng)用性能。其中尤以亞磷酸酯、環(huán)氧化合物、多元醇以及β-二酮化合物使用較多，它們通常被稱作有機(jī)輔助穩(wěn)定劑。它們?cè)跓o鎘配合中有很大的作用。精品資料典型應(yīng)用實(shí)例及制備(zhìbèi)方法精品資料鉛類穩(wěn)定劑

鉛類穩(wěn)定劑一般是用氧化鉛與無機(jī)酸或有機(jī)羧酸鹽在醋酸(cùsuān)或酸酐的存在下反應(yīng)制備而得。精品資料金屬(jīnshǔ)皂類穩(wěn)定劑金屬(jīnshǔ)皂類熱穩(wěn)定劑的工業(yè)生產(chǎn)方法大體可分為直接法與復(fù)分解法兩種，其中尤以復(fù)分解法的應(yīng)用更為廣泛。復(fù)分解法又稱濕法，是用金屬(jīnshǔ)的可溶性鹽（如硝酸鹽、硫酸鹽或氯化物）與脂肪酸鈉進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)而制得。脂肪酸鈉一般是預(yù)先用脂肪酸與氫氧化鈉進(jìn)行皂化反應(yīng)而制得。精品資料精品資料所謂直接法亦稱干法，是用脂肪酸與相應(yīng)的金屬(jīnshǔ)氧化物熔融反應(yīng)，制得脂肪酸皂。精品資料有機(jī)(yǒujī)錫穩(wěn)定劑有機(jī)錫穩(wěn)定劑的合成方法首先是制備鹵代烷基錫，鹵代烷基錫與NaOH作用生成氧化烷基錫，再與羧酸或馬來酸酐、硫醇等反應(yīng)，即可得到上述三種類型(lèixíng)的有機(jī)錫穩(wěn)定劑。在合成方法中重要的是合成鹵代烷基錫與烷基錫化合物。目前，在工業(yè)生產(chǎn)中有如下幾種烷基錫化合物的生產(chǎn)方法。精品資料格式(géshi)法精品資料精品資料直接(zhíjiē)法中的碘法在該法中，Bu2SnI2直接水解時(shí)，副產(chǎn)品多，不易過濾(guòl(fā)ǜ)，而且碘的回收工藝復(fù)雜，碘損失較多。為此，對(duì)該工藝作如下改進(jìn)：精品資料格氏法的優(yōu)點(diǎn)在于能隨意控制產(chǎn)品的組成(zǔchénɡ)，但其步驟繁多，所用溶劑乙醚沸點(diǎn)低，且格氏反應(yīng)又是強(qiáng)烈放熱反應(yīng)，因此必須謹(jǐn)慎控制反應(yīng)溫度和反應(yīng)速度，以免發(fā)生爆炸。碘法雖然步驟較格氏法少，但必須進(jìn)行碘的回收。兩法共同的問題在于金屬鎂、碘一級(jí)原料金屬錫的價(jià)格都較高，以至于有機(jī)錫化合物的價(jià)格昂貴。烷基鋁法精品資料發(fā)展(fāzhǎn)方向低毒、無毒的趨向目前世界上用于食品包裝或醫(yī)療器具方面的PVC無毒配方大致有以下三種類型：（1）億辛基錫鹽為主體（2）以復(fù)合的鈣/鋅穩(wěn)定劑為主（3）非金屬穩(wěn)定劑有機(jī)錫穩(wěn)定劑的新進(jìn)展（1）甲基錫穩(wěn)定劑（2）酯錫（3）錫替代產(chǎn)品開發(fā)銻穩(wěn)定劑金屬鹽類穩(wěn)定劑①不同的金屬鹽，尤以無毒的輕金屬鹽；②不同的酸根(suāngēn)離子及陰離子；③復(fù)合穩(wěn)定劑的協(xié)同效應(yīng)。有機(jī)輔助穩(wěn)定劑精品資料光穩(wěn)定劑

精品資料分類(fēnlèi)光穩(wěn)定劑品種繁多，一般按作用機(jī)理分類，可分為四類：光屏蔽劑，包括炭黑、氧化鋅和一些無機(jī)顏料；紫外線吸收劑，包括水楊酸酯類、二苯甲酮類、苯并三唑類、取代(qǔdài)丙烯腈類、三嗪類等有機(jī)化合物；猝滅劑，主要是鎳的有機(jī)絡(luò)合物；自由基捕獲劑，主要是受阻胺類衍生物。精品資料原理(yuánlǐ)－－光活化作用精品資料原理(yuánlǐ)－－光穩(wěn)定過程紫外線的屏蔽和吸收氫過氧化物的非自由基分解猝滅激發(fā)態(tài)分子鈍化重金屬這類穩(wěn)定劑離子捕獲自由基其中（1）～（4）為阻止光引發(fā)，（5）為切斷鏈增長(zhǎng)反應(yīng)的措施(cuòshī)。光穩(wěn)定劑為抑制聚合物光氧化降解，至少必須具備上述一種功能。精品資料是一類能夠吸收或反射紫外光的物質(zhì)。它的存在象是在聚合物和光源之間設(shè)立了一道屏障，使光在達(dá)到聚合物的表面時(shí)就被吸收或反射，阻礙了紫外線深入聚合物內(nèi)部(nèibù)，從而有效地抑制了制品的老化。應(yīng)該說，光屏蔽劑構(gòu)成了光穩(wěn)定劑的第一道防線。主要品種：炭黑、二氧化鈦、氧化鋅、鋅鋇等。炭黑是吸附劑，而氧化鋅和二氧化鈦穩(wěn)定劑為白色顏料，可使光反射掉而呈現(xiàn)白色，其中效力最大的是炭黑。光穩(wěn)定劑之一－－光屏蔽(píngbì)劑精品資料精品資料光穩(wěn)定劑之二－－紫外線吸收劑能強(qiáng)烈地、選擇性地吸收高能量紫外光，并以能量轉(zhuǎn)換形式，將吸收的能量以熱能或無害(wúhài)的低能輻射釋放出來或耗掉，具有這種作用的物質(zhì)稱為紫外線吸收劑。精品資料二苯甲酮類水楊酸酯類

苯并三唑類

紫外線吸收劑的種類(zhǒnglèi)精品資料二苯甲酮類穩(wěn)定劑的紫外吸收光譜(xīshōuɡuānɡpǔ)精品資料二苯甲酮類穩(wěn)定劑-作用(zuòyòng)原理精品資料紫外吸收劑的性能(xìngnéng)與溶劑的關(guān)系精品資料這類為穩(wěn)定劑本身對(duì)紫外光的吸收能力很低（只有二苯甲酮類的1/10～1/20），在穩(wěn)定過程中不發(fā)生較大的化學(xué)變化，但它能轉(zhuǎn)移聚合物分子(fēnzǐ)因吸收紫外線后所產(chǎn)生激發(fā)態(tài)能，從而防止了聚合物因吸收紫外線而產(chǎn)生的游離基。這是光穩(wěn)定化第三道防線。光穩(wěn)定劑之三－－猝滅劑精品資料猝滅劑－－轉(zhuǎn)移能量(néngliàng)的方式（1）猝滅劑接受激發(fā)聚合物分子的能量后，本身稱為非反應(yīng)性的激發(fā)態(tài)，然后再將能量以無害的形式散失掉。（2）猝滅劑與受激發(fā)聚合物分子形成一種激發(fā)態(tài)絡(luò)合物，再通過(tōngguò)光物理過程釋放出能量。精品資料典型(diǎnxíng)猝滅劑的吸收光譜精品資料自由基捕獲劑是近20年來新開發(fā)的一類具有(jùyǒu)空間位阻效應(yīng)的哌啶衍生物類光穩(wěn)定劑，簡(jiǎn)稱為受阻胺類光穩(wěn)定劑（HALS），其結(jié)構(gòu)為：此類化合物幾乎不吸收紫外線，但通過捕獲自由基、分解過氧化物、傳遞激發(fā)態(tài)能量等多種途徑，賦予聚合物以高度的穩(wěn)定性。光屏蔽劑、紫外線吸收劑和猝滅劑所構(gòu)成的光穩(wěn)定過程都是從阻止光引發(fā)的角度賦予聚合物光穩(wěn)定性功能，而自由基捕獲劑作為第四道防線則是以清除自由基、切斷自動(dòng)氧化鏈反應(yīng)的方式實(shí)現(xiàn)光穩(wěn)定目的。受阻胺光穩(wěn)定劑是目前公認(rèn)的高效光穩(wěn)定劑。光穩(wěn)定劑之四－－自由基捕獲(bǔhuò)劑精品資料Denisou穩(wěn)定(wěndìng)機(jī)理精品資料HALS抗氧化機(jī)理HALS在分解氫過氧化物的同時(shí)自身被轉(zhuǎn)換成高效自由基捕獲劑，達(dá)到一舉兩得的穩(wěn)定化目的。機(jī)理研究表明，HALS在猝滅激發(fā)態(tài)分子、鈍化金屬離子(lízǐ)等方面亦有功效。事實(shí)上，它是從多種途徑來實(shí)現(xiàn)聚合物光穩(wěn)定目標(biāo)的。HALS通常為受阻哌啶的衍生物，隨著官能團(tuán)結(jié)構(gòu)研究的深入，某些受阻哌嗪酮類化合物亦被使用。精品資料HALS結(jié)構(gòu)(jiégòu)與性能的關(guān)系摩爾(móěr)氮/100g聚丙烯精品資料常用(chánɡyònɡ)光穩(wěn)定劑的種類、性能及用途精品資料·二苯甲酮類

常見(chánɡjiàn)的二苯甲酮類光穩(wěn)定劑化學(xué)名稱商品名稱最大吸收波長(zhǎng)/nm吸收系數(shù)外觀熔點(diǎn)/℃2,4-二羥基二苯甲酮Uvinul40028866.5灰白色140～1422-羥基-4-甲氧基二苯甲酮CyasorbUV-928768.0淡黃色粉末63～642-羥基-4-辛氧基二苯甲酮CyasorbUV-53129048.0淡黃色粉末48～492-羥基-4-癸氧基二苯甲酮Uvinul-41028842.0灰白色粉末49～502-羥基-4-十二烷氧基二苯甲酮RylesDAM-32032528.0淡黃色片狀固體43～442,2’-二羥基-4-甲氧基二苯甲酮CyasorbUV-2428546.0淡黃色粉末68～70二苯甲酮類光穩(wěn)定劑是鄰羥基二苯甲酮的衍生物，有單羥基、雙羥基、三羥基、四羥基等衍生物。此類化合物吸收波長(zhǎng)為290～400nm的紫外光，并與大多數(shù)聚合物有較好的相容性，因此廣泛(guǎngfàn)用于聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、ABS、聚苯乙烯、聚酰胺等材料中。精品資料化學(xué)名稱商品名稱最大吸收波長(zhǎng)/nm吸收系數(shù)外觀熔點(diǎn)/℃2-羥基-4-甲氧基-2’-羧基-二苯甲酮CyasorbUV-207320①34.8白色粉末166～1682,2’-二羥基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮UvinulD-4928845.5黃色粉末130Uvinul-D-49與四取代二苯甲酮的混合物Uvinul49028846.0黃色粉末802,2’-4,4’-四羥基二苯甲酮UvinulD-5028648.8黃色粉末1952-羥基-4-甲氧基-5-磺基二苯甲酮UvinulMS-4028846.0白色粉末2,2’-二羥基-4,4’-二甲氧基-5-磺基二苯甲酮CyasorbUV–284333②16.5粉末5-氯-2-羥基二苯甲酮UvinulDS-4926268.0

常見(chánɡjiàn)的二苯甲酮類光穩(wěn)定劑注：①甲醇作溶劑(róngjì)；②甲苯作溶劑(róngjì)；未注明者為氯仿作溶劑(róngjì)。精品資料水楊酸苯酯是最早的紫外線吸收劑，其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，而且與樹脂的相容性較好。缺點(diǎn)是紫外線吸收率低，而且吸收波段較窄（340nm以下），本身對(duì)紫外光不甚穩(wěn)定，光照后發(fā)生重排且明顯地吸收可見光，使制品帶色?？捎糜诰垡蚁⒕勐纫蚁?jùlǜyǐxī)、聚偏乙烯、聚苯乙烯、聚酯、纖維素等?！に畻钏狨ヮ?/p>

·苯并三唑類

苯并三唑類光穩(wěn)定劑是一類性能(xìngnéng)較二苯甲酮類好的優(yōu)良的紫外線吸收劑，它能較強(qiáng)烈地吸收310～385nm的紫外光，幾乎不吸收可見光，熱穩(wěn)定性優(yōu)良，但價(jià)格較高，可用于氯乙烯、氯丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酯、ABS等制品。精品資料苯并三唑類紫外線吸收劑

化學(xué)名稱商品名稱最大吸收

外觀熔點(diǎn)/℃波長(zhǎng)/nm吸收系數(shù)

2-(2’-羥基-5’-甲基苯基)苯并三唑

UV-P29861.0

灰白色粉末

128～1322-(3’,5’-二叔丁基-2’-羥基苯基)苯并三唑UV-32034030570.050.0淡黃色粉末152～1562-(3’-叔丁基-2’-羥基-5’–甲基苯基)-5-氯代苯并三唑UV-32634531335049.046.050.0淡黃色粉末1402-(3’,5’-二叔丁基-2’-羥基苯基)-5-氯苯并三唑UV-32731542.0淡黃色粉末1512-(2’-羥基-3’,5’-二叔戊基)苯并三唑UV-32835230034047.045.044.0淡黃色粉末812-(2’-羥基-5’-叔辛苯基)-苯并三唑UV-5411345－白色粉末＞102精品資料三嗪類光穩(wěn)定劑是一類高效(ɡāoxiào)的吸收型光穩(wěn)定劑，對(duì)280～380nm的紫外光有較高的吸收能力，較苯并三唑類穩(wěn)定劑吸收能力強(qiáng)，它是2-羥基苯基三嗪衍生物。其特點(diǎn)是含有鄰位羥基，通式如下：這類化合物吸收紫外線效果與鄰羥基的個(gè)數(shù)有關(guān)，鄰羥基個(gè)數(shù)越多，吸收紫外線的能力越強(qiáng)。不同取代基的引入，降低了均三嗪環(huán)的堿性，提高了化合物的耐光堅(jiān)牢性，同時(shí)也提高了與樹脂的相容性。

·三嗪類精品資料典型(diǎnxíng)的三嗪類吸收劑的例子精品資料取代丙烯腈類光穩(wěn)定劑具有如下結(jié)構(gòu)：R可為氫、甲氧基，X和Y為羧酸酯或氰基，Z為氫、烷基、芳基。此類化合物僅能吸收(xīshōu)310～320nm范圍內(nèi)的紫外光，且吸收(xīshōu)指數(shù)較低；但取代丙烯腈類光穩(wěn)定劑不含酚式羥基，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和與聚合物的相容性?？蓱?yīng)用于丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、脲醛樹脂、密胺樹脂、聚酰胺、聚酯、聚烯烴、聚氯乙烯、聚氨酯等。·取代(qǔdài)丙烯腈類精品資料常見(chánɡjiàn)的取代丙烯腈類光穩(wěn)定劑化學(xué)名稱

商品名稱最大吸收

外觀

熔點(diǎn)/℃波長(zhǎng)/nm吸收系數(shù)2-氰基-3,3’-二苯基丙烯酸乙酯N-3530346.0粉末962-氰基-3,3’-二苯基丙烯酸異辛酯N-53930834.0液體102-氰基-3-甲基-3-（對(duì)甲氧基苯基）丙烯酸丁酯UV-317321—液體—2-氰基-3-甲基-3-（對(duì)甲氧基苯基）丙烯酸甲酯UV-318338

粉末65～85N-（β-氰基-β-丙烯酸甲酯基）-2-甲基吲哚啉UV-340338129.6黃色粉末982-甲酯基-3-（對(duì)甲氧基苯基）丙烯酸甲酯UV-199831595.5白色粉末54～57精品資料N-35是由二苯基亞甲胺與氰醋酸乙酯反應(yīng)制得的N-53強(qiáng)烈吸收波長(zhǎng)為270～350nm的紫外線，耐堿性好，溶于甲苯、甲乙酮、醋酸乙酯等，微溶于乙醇、甲醇(jiǎchún)，不溶于水。它適用于聚氯乙烯、縮醛樹脂、聚烯烴、環(huán)氧樹脂、聚酰胺、丙烯酸樹脂、聚氨酯、脲醛樹脂和硝酸纖維素等，尤其適用于硬質(zhì)和軟質(zhì)聚氯乙烯制品。用量一般為0.1～0.5%。N-539是由二苯基亞甲胺與氰乙酸-2-以及己酯反應(yīng)制得，為淺黃色液體，可溶于常見的有機(jī)溶劑，不溶于水。它與樹脂相容性好，不著色，可賦予制品優(yōu)良的光熱穩(wěn)定性。它可用于各種合成材料，尤其適用于硬質(zhì)和軟質(zhì)聚氯乙烯制品。精品資料有機(jī)鎳絡(luò)合物是一類猝滅劑。由于它們對(duì)激發(fā)的單線態(tài)和激發(fā)的三線態(tài)有強(qiáng)烈的猝滅作用，其本身也是高效的氫過氧化物分解劑，不少鎳絡(luò)合物還兼有抗氧和抗臭氧(chòuyǎng)的作用，因此廣泛應(yīng)用于聚烯烴纖維和極薄薄膜中，其添加量比吸收型光穩(wěn)定劑略低。鎳絡(luò)合物主要有硫代雙酚型、二硫代氨基甲酸鎳鹽和膦酸單酯鎳型三種類型?！ゆ囼衔镱惥焚Y料硫代雙酚型

其代表性品種(pǐnzhǒng)有光穩(wěn)定劑AM-101，化學(xué)名稱為硫代雙（辛基苯酚）鎳，結(jié)構(gòu)式如下：精品資料AM-101為綠色粉末，最大吸收波長(zhǎng)290nm，對(duì)聚烯烴和纖維的光穩(wěn)定非常有效，在溶劑中的溶解度極小，用于纖維的耐洗性優(yōu)良并兼有助滌劑之功能，與紫外線吸收劑并用有良好的協(xié)同效應(yīng)。但此品種有使制品著色的缺點(diǎn)，又因其分子中含有硫原子，高溫加工有變黃傾向，因此不適用于透明制品。在塑料中用量為0.1～0.5%，在纖維中用量可達(dá)1%。類似(lèisì)的品種有光穩(wěn)定劑1084，2,2-硫代（雙叔辛基苯酚）鎳-正丁胺絡(luò)合物，UV-612，2,2’-硫代雙（叔辛基酚氧基）鎳-2-乙基己胺絡(luò)合物。精品資料其代表性品種有：光穩(wěn)定劑NBC，結(jié)構(gòu)式如下：工業(yè)上的生產(chǎn)方法是由二丁胺、二硫化碳和燒堿(shāojiǎn)生成二丁基二硫代氨基甲酸鈉溶液，然后加入40～50%的氯化鎳溶液，進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，沉淀經(jīng)水解、干燥、粉碎得產(chǎn)品。二硫代氨基(ānjī)甲酸鎳鹽精品資料其代表性品種(pǐnzhǒng)有光穩(wěn)定劑2002，結(jié)構(gòu)式如下：鹽膦酸單酯鎳型

精品資料工業(yè)上是用2,6-二叔丁基苯酚與甲醛、N,N-二甲胺在乙醇溶液中進(jìn)行氨甲基化反應(yīng)，生成N,N-二甲基-2,6-二叔丁基-4-羥基芐胺，后者與磷酸二乙酯作用生成3,5-二叔丁基-4-羥基芐基膦酸二乙酯，產(chǎn)物(chǎnwù)經(jīng)氫氧化鈉水解，所得膦酸單鹽與二氯化鎳絡(luò)合即可制得產(chǎn)品。精品資料光穩(wěn)定劑2002依含水量不同而為淡黃或淺綠色粉末，熔點(diǎn)(róngdiǎn)范圍180～200℃，易溶于常用的有機(jī)溶劑，水中溶解度為5g/100ml，對(duì)光和熱的穩(wěn)定性高，相容性好，耐抽出，著色性小，具有猝滅激發(fā)態(tài)和捕獲活性自由基的功能，對(duì)纖維和薄膜有優(yōu)良的穩(wěn)定作用。主要用于聚烯烴，特別是聚丙烯纖維、薄膜和窄帶（編制帶）。對(duì)聚丙烯纖維有助染作用，與紫外線吸收劑，亞磷酸酯和硫代酯等輔助抗氧劑并用有協(xié)同作用，但多與分類抗氧劑并用，最佳用量為0.1～0.3份.精品資料受阻胺類光穩(wěn)定劑（HALS）是近20年來聚合物穩(wěn)定化助劑開發(fā)研究領(lǐng)域的熱門課題，產(chǎn)耗增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了其他助劑，性能優(yōu)異、結(jié)構(gòu)(jiégòu)獨(dú)特的功能化品種層出不窮。受阻胺類光穩(wěn)定劑都具有2,2,6,6-四甲基哌啶基的基本結(jié)構(gòu)(jiégòu)，因而2,2,6,6-四甲基哌啶-4-酮，通常稱為三丙酮胺TAA，是該類穩(wěn)定劑最重要的中間體?！な茏?shòuzǔ)胺類精品資料三丙酮(bǐnɡtónɡ)胺及衍生物中間體的制備三丙酮胺是由氨與丙酮縮合(suōh(huán)é)而成，要達(dá)到制造過程經(jīng)濟(jì)合理，則需要高度的技術(shù)，這正是受阻胺類光穩(wěn)定劑成本競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。TAA的典型合成路線丙酮與過量的氨以較高收率（可達(dá)90%）獲得丙酮寧（2,2,4,4,6-五甲基-2,3,4,5-四氫嘧啶），再與水在催化劑和丙酮存在下于50℃反應(yīng)，得到三丙酮胺，總收率一般50～60%。反應(yīng)的關(guān)鍵問題是催化劑的選擇，該反應(yīng)采用Lewis酸型催化劑，如氯化鈣、氯化銨、氯化鋅、三氟化硼、2,4,6-三硝基苯酚等，反應(yīng)在常溫下就能進(jìn)行。為了提高反應(yīng)溫度，可以升溫到50℃進(jìn)行。反應(yīng)時(shí)間視所用催化劑不同而定。若選用CaCl2、ZnCl2，反應(yīng)時(shí)間稍長(zhǎng)（10～20h），若選用2,4,6-三硝基苯酚作催化劑，則反應(yīng)在數(shù)分鐘內(nèi)即可完成。精品資料受阻(shòuzǔ)胺類光穩(wěn)定劑典型品種介紹受阻胺類光穩(wěn)定劑最早工業(yè)化的品種是1973年由日本三菱公司開發(fā)的LS-744，即苯甲酸2,2,6,6-四甲基哌啶酯，1974年瑞士Ciba-Geigy公司也合成了相同的產(chǎn)品，以后經(jīng)過改進(jìn)，先后開發(fā)了目前(mùqián)仍在使用的LS-770、Tinuvin123、Chimassorb944等一系列優(yōu)秀品種。商品牌號(hào)結(jié)構(gòu)

分子量熔點(diǎn)/℃應(yīng)用范圍LS-74426195～98聚烯烴ABS、聚氨酯LS-770481—聚烯烴ABS、聚氨酯、聚氯乙烯

GW-540540120～122聚乙烯、聚丙烯

受阻胺類光穩(wěn)定劑

精品資料受阻(shòuzǔ)胺類光穩(wěn)定劑商品牌號(hào)結(jié)構(gòu)

分子量熔點(diǎn)/℃應(yīng)用范圍PDS＞2000—聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、涂料橡膠

Tinuvin123737—聚烯烴等Chimassorb944＞2500100～130聚烯烴等精品資料商品牌號(hào)結(jié)構(gòu)

分子量熔點(diǎn)/℃應(yīng)用范圍CyasorbUV-3346＞2000110～130聚烯烴等LuchemHA-R100242—聚烯烴等受阻(shòuzǔ)胺類光穩(wěn)定劑精品資料LS-744其工業(yè)生產(chǎn)方法是由苯甲酰氯與哌啶醇進(jìn)行酯化反應(yīng)而成。光穩(wěn)定劑744與聚合物有較好的相容性，不著色，耐水解，毒性低，不污染，耐熱(nairè)加工性良好，其光穩(wěn)定效率為一般紫外線吸收劑的數(shù)倍。作為光穩(wěn)定劑，適用于聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯、聚酰胺等多種樹脂。精品資料光穩(wěn)定劑770它是由2,2,6,6-四甲基-4-羥基哌啶與癸二酸二甲酸酯進(jìn)行酯交換而成。癸二酸二甲酸酯是由癸二酸與甲醇酯化而成。770的光穩(wěn)定效果優(yōu)于目前常用的光穩(wěn)定劑。它與抗氧劑并用，能提高(tígāo)耐熱性能；與紫外線吸收劑并用，有協(xié)同作用，能進(jìn)一步提高(tígāo)耐光效果；與顏料配合使用，不象紫外線吸收劑那樣，不會(huì)降低耐光效果。廣泛用于聚丙烯、高密度聚乙烯、聚苯乙烯、ABS等中。精品資料光穩(wěn)定劑GW-540是國(guó)內(nèi)開發(fā)的受阻(shòuzǔ)胺類光穩(wěn)定劑新品種，是由哌啶醇與甲醛進(jìn)行N-甲基化反應(yīng)生成N-甲基哌啶醇，再與三氯化磷作用而得到。GW-540的特點(diǎn)是與聚烯烴有良好的相容性，同時(shí)具有突出的光防護(hù)性能。由于分子中含有亞磷酸酯結(jié)構(gòu)，具有過氧化物分解劑的基團(tuán)，因而具有一定的抗熱氧老化作用，易溶于丙酮、苯等有機(jī)溶劑，難溶于水，廣泛應(yīng)用于高壓聚乙烯、聚丙烯等樹脂，用量一般為0.3～0.5份。精品資料光穩(wěn)定劑PDSPDS為聚合型受阻胺類光穩(wěn)定劑，化學(xué)名稱為苯乙烯-甲基丙烯酸（2,2,6,6-四甲基哌啶）共聚物。結(jié)構(gòu)式如下：PDS為我國(guó)中科院化學(xué)所1987年開發(fā)的新品種，它與聚烯烴相容性好。由于分子量大，耐抽提性能好，厚度(hòudù)效應(yīng)小，無毒、無味，可用作聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、涂料、橡膠的光穩(wěn)定劑。精品資料典型(diǎnxíng)應(yīng)用實(shí)例及制備方法精品資料光穩(wěn)定效果的測(cè)定耐候性實(shí)驗(yàn)，一般采用兩種方法：一是戶外大氣曝露（戶外曝曬）；二是人工加速老化，定期測(cè)定試樣，觀察老化情況。兩種方法的結(jié)果以戶外曝曬較為可靠。戶外曝曬的結(jié)果與曝曬場(chǎng)所、曝曬時(shí)間、曝曬架的方向和角度有關(guān)。曝曬場(chǎng)所一般選在日照比較強(qiáng)烈、氣溫比較高的地區(qū)，如我國(guó)的廣州、美國(guó)的佛羅里達(dá)（濕熱性氣候）和亞利桑那（干熱型氣候）。由于戶外曝曬所需時(shí)間較長(zhǎng)，為了縮短實(shí)驗(yàn)周期，發(fā)展了人工加強(qiáng)老化的方法。人工加速老化的原理是基于用人工的方法產(chǎn)生在大氣中引起聚合物乙基有機(jī)材料(cáiliào)老化的主要因素——紫外線，并以數(shù)倍于大氣中紫外線的強(qiáng)度來進(jìn)行照射，從而達(dá)到加速老化的目的。人工加速老化試驗(yàn)機(jī)的光源有汞弧燈、碳弧燈、氫燈、熒光燈等，其中氙燈光譜能量分布與太陽到達(dá)地面時(shí)的能量分布較接近，模擬性較好，目前應(yīng)用較多。精品資料在聚氯乙烯中的應(yīng)用戶外使用的聚氯乙烯制品包括管材、板材以及薄膜，都要添加光穩(wěn)定劑達(dá)到光穩(wěn)定化的目的。二苯甲酮類、苯并三唑類和取代丙烯腈類光穩(wěn)定劑廣泛應(yīng)用于聚氯乙烯制品中。選用聚氯乙烯的光穩(wěn)定劑應(yīng)考慮它們與熱穩(wěn)定劑之間的相互影響。在聚乙烯中的應(yīng)用從聚合物的光氧降解機(jī)理中知道，波長(zhǎng)300nm的紫外線能夠引發(fā)聚乙烯的光氧降解，導(dǎo)致形成羰基、羥基、乙烯基、極性基團(tuán)的積累，使介電常數(shù)和表面電阻率發(fā)生變化，喪失其寶貴的電絕緣性能。戶外使用的聚乙烯制品，廣泛地采用添加光穩(wěn)定劑的方法(fāngfǎ)來提高其穩(wěn)定性。2-羥基-4-烷氧基二苯甲酮類、苯并三唑類、有機(jī)鎳絡(luò)合物類是最常用的光穩(wěn)定劑。當(dāng)與受阻胺抗氧劑以及硫代二丙酸酯類抗氧劑并用時(shí)，效果更佳。有機(jī)鎳絡(luò)合物猝滅劑與紫外線吸收劑并用，也能發(fā)揮優(yōu)良的防老化效果。受阻胺類自由基捕獲劑與受阻酚抗氧劑并用，能賦予制品卓越的光穩(wěn)定性。精品資料在聚丙烯中的應(yīng)用由于聚丙烯分子結(jié)構(gòu)中存在著叔碳原子，比聚乙烯更容易老化，聚丙烯經(jīng)戶外曝曬后產(chǎn)生羰基和其他降解產(chǎn)物，其物理機(jī)械性能隨之發(fā)生變化，如熔融粘度下降，延伸率、沖擊強(qiáng)度降低，而屈服厚度則隨結(jié)晶度的增大而上升。為了抑制聚丙烯制品在使用過程中發(fā)生光氧老化，延長(zhǎng)制品的使用壽命，常常加入的光穩(wěn)定劑有二苯甲酮類如UV-531、苯并三唑類UV-326、UV-327等紫外線吸收劑、有機(jī)鎳絡(luò)合物及受阻(shòuzǔ)胺類光穩(wěn)定劑。有機(jī)鎳絡(luò)合物能有效地猝滅激發(fā)態(tài)的羰基，使其回到穩(wěn)定的基態(tài)，因此在聚丙烯制品中，特別是在纖維和薄膜等表面積與體積之比極大的制品中，有機(jī)鎳絡(luò)合物顯示出十分優(yōu)良的光穩(wěn)定效果，而受阻(shòuzǔ)胺光穩(wěn)定劑與吸收型光穩(wěn)定劑并用，顯示出突出的穩(wěn)定作用。精品資料在其他通用塑料(sùliào)中的應(yīng)用在聚苯乙烯中的應(yīng)用在有機(jī)玻璃中的應(yīng)用在聚氨酯中的應(yīng)用精品資料在工程塑料中的應(yīng)用在ABS中的應(yīng)用在ABS中紫外線吸收劑與抗氧劑并用的穩(wěn)定效果(xiàoguǒ)在ABS中炭黑與抗氧劑并用的穩(wěn)定效果(xiàoguǒ)配方（按樹脂100份重量計(jì)）戶外曝露變脆時(shí)間/d不加防老劑502246（0.5）＋1010（0.5）＋三嗪-5（0.5）3702246（0.2）＋1010（0.2）＋三嗪-5（0.6）270264（0.3）＋三嗪-5（0.7）270配方（按100份重量計(jì)）戶外曝露時(shí)間/月沖擊強(qiáng)度保留值（小試樣）kg·cm/cm2不加防老劑2/32.8炭黑（2）3637.6炭黑（2）＋2246（0.3）365859.336.9精品資料聚碳酸酯聚碳酸酯的耐候性不好，特別是它的薄膜制品(zhìpǐn)，應(yīng)采用光穩(wěn)定化措施，為了提