聚合物的穩(wěn)定劑

關(guān)于聚合物的穩(wěn)定劑第1頁，共35頁，2023年，2月20日，星期五聚合物的穩(wěn)定劑凡是能防止或減緩聚合物因?yàn)楦鞣N外界作用而發(fā)生降解的物質(zhì)，都可稱為聚合物的穩(wěn)定劑。聚合物穩(wěn)定劑的種類熱穩(wěn)定劑光穩(wěn)定劑抗氧劑力化學(xué)穩(wěn)定劑防霉劑第2頁，共35頁，2023年，2月20日，星期五第一節(jié)熱穩(wěn)定劑熱穩(wěn)定劑的分類按照其化學(xué)組成分類堿式鋁鹽、金屬皂、有機(jī)錫、環(huán)氧化合物、亞磷酸酯、多元醇等按作用大小分類主穩(wěn)定劑、輔助穩(wěn)定劑復(fù)合穩(wěn)定劑第3頁，共35頁，2023年，2月20日，星期五熱穩(wěn)定劑的作用機(jī)理預(yù)防作用阻止脫氯化氫的反應(yīng)，或至少應(yīng)能推遲這一反應(yīng)的發(fā)生。吸收HCl，抑制其自動催化作用；

金屬羧酸鹽、有機(jī)錫硫醇鹽、環(huán)氧化脂肪酸酯置換PVC分子中不穩(wěn)定的氯原子，如烯丙基氯原子或叔碳位氯原子，消除引發(fā)點(diǎn)；

金屬皂、有機(jī)錫類捕捉自由基，阻止自動氧化。

酚類抗氧劑第4頁，共35頁，2023年，2月20日，星期五吸收氯化氫第5頁，共35頁，2023年，2月20日，星期五消除脫HCl反應(yīng)的引發(fā)點(diǎn)第6頁，共35頁，2023年，2月20日，星期五預(yù)防自動氧化第7頁，共35頁，2023年，2月20日，星期五鈍化作用熱穩(wěn)定劑具有縮短多烯序列結(jié)構(gòu)的作用，并能破壞PVC受熱過程中形成的碳鎓鹽。與多烯系列的加成反應(yīng)

有機(jī)錫硫醇鹽、鋅，鎘和鋁的羧酸鹽碳鎓鹽發(fā)生轉(zhuǎn)化

只有有機(jī)錫硫醇鹽類穩(wěn)定劑同時具有預(yù)防和鈍化的功能第8頁，共35頁，2023年，2月20日，星期五與多烯系列的加成反應(yīng)第9頁，共35頁，2023年，2月20日，星期五破壞碳鎓鹽第10頁，共35頁，2023年，2月20日，星期五有機(jī)錫穩(wěn)定劑只有二烴基有機(jī)錫R2SnY2和單烴基有機(jī)錫RSnY3才是PVC的有效穩(wěn)定劑。有機(jī)錫穩(wěn)定劑包括含硫的和不含硫的兩大類含硫的有機(jī)錫－－－含硫的羧酸有機(jī)錫－－－不含硫的第11頁，共35頁，2023年，2月20日，星期五含硫的有機(jī)錫化合物第12頁，共35頁，2023年，2月20日，星期五有機(jī)錫硫醇鹽能同HCl反應(yīng)，或通過取代反應(yīng)使脫HCl的引發(fā)點(diǎn)消失同時也具有協(xié)助阻止自動氧化的作用單烷基錫硫醇鹽和二烷基錫硫醇鹽混合使用，協(xié)同效果好。第13頁，共35頁，2023年，2月20日，星期五有機(jī)錫硫化物

如正丁基硫代亞錫鹽只能與二烷基錫硫醇鹽復(fù)配在一起使用有機(jī)錫穩(wěn)定劑的應(yīng)用特點(diǎn)絕對不影響制品的透明性含硫的有機(jī)錫穩(wěn)定劑并不具有自潤滑性，加工溫度比較高，需要添加潤滑劑具有一定的增塑功能，但還是需要PMMA類聚合型加工助劑有機(jī)錫硫醇鹽與含鎘或含鉛的穩(wěn)定劑或顏料一同使用，會發(fā)生硫污染，使產(chǎn)品色澤加深有機(jī)錫穩(wěn)定劑在硬質(zhì)PVC內(nèi)的遷移性非常弱，可用于食品包裝。第14頁，共35頁，2023年，2月20日，星期五羧酸有機(jī)錫第15頁，共35頁，2023年，2月20日，星期五第二節(jié)光穩(wěn)定劑光穩(wěn)定劑能對聚合物中的光化學(xué)過程的進(jìn)行抑制或消除。光穩(wěn)定劑的作用：防止存在于陽光和各種人工光源中的紫外光所引起的聚合的光降解和光交聯(lián)。第16頁，共35頁，2023年，2月20日，星期五聚合物光穩(wěn)定的方法輻射的屏蔽輻射的吸收和轉(zhuǎn)化猝滅過程消除自由基分解氫過氧化物光穩(wěn)定劑的分類光屏蔽劑，紫外光吸收劑，激發(fā)態(tài)猝滅劑，自由基捕捉劑、氫過氧化物分解劑第17頁，共35頁，2023年，2月20日，星期五光屏蔽劑及其作用機(jī)理光屏蔽劑是對紫外光不透明的物質(zhì)，能夠阻止紫外光射入到聚合物材料內(nèi)部。反射紫外光吸收紫外光無機(jī)顏料白色顏料，如氧化鋅、氧化鈣、鈦白有色顏料，如氧化鐵、氧化鉻有機(jī)顏料如酞菁藍(lán)、酞菁綠第18頁，共35頁，2023年，2月20日，星期五第19頁，共35頁，2023年，2月20日，星期五紫外線吸收劑及其作用機(jī)理吸收有害的紫外線將其能量轉(zhuǎn)化為對聚合物無害的熒光（或磷光）將其能量轉(zhuǎn)化對聚合物無害的振動能（即熱能）理想的紫外線吸收劑應(yīng)在290～400nm區(qū)域有最大的消光系數(shù)消光作用是隨其濃度提高、光程增加而增大的紫外線吸收劑的缺點(diǎn)：聚合物表層不能得到有效的保護(hù)，不適于薄膜聚合物的保護(hù)。第20頁，共35頁，2023年，2月20日，星期五紫外線吸收劑的種類熒光化合物具有羰基生色團(tuán)的紫外線吸收劑，如:苯甲酸酯，羥基二苯甲酮具有含氮生色團(tuán)的吸收劑，如:苯并三唑光致變色吸收劑，如:2,5－二羥基－對－苯二甲酸金屬有機(jī)化合物，如：二茂鐵的衍生物第21頁，共35頁，2023年，2月20日，星期五激發(fā)態(tài)猝滅劑及其作用機(jī)理理想的猝滅劑能夠使過量的能量完全散失，而自身不會被以氧原子為中心的自由基破壞。其作用與樣品的厚度無關(guān)，常用于薄膜或纖維類的穩(wěn)定。具有順磁性過渡金屬的螯合物

將生色團(tuán)從激發(fā)態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛鶓B(tài)，并將能量以無害的形式發(fā)散出去。第22頁，共35頁，2023年，2月20日，星期五自由基捕捉基及其作用機(jī)理清除自由基、切斷自動氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的方式來實(shí)現(xiàn)光穩(wěn)定的作用。受阻胺光穩(wěn)定劑（HALS）第23頁，共35頁，2023年，2月20日，星期五高分子光穩(wěn)定劑針對：低分子量的穩(wěn)定劑在聚合物模壓合擠出加工時可能揮發(fā)在塑料儲存過程中，也可能從塑料中遷移滲出解決方案：通過化學(xué)或物理的方法，在聚合物上接上紫外光吸收劑通過帶有具有光穩(wěn)定作用的組分或基團(tuán)的單體的聚合或共聚來制備高分子紫外光吸收劑應(yīng)用可光重排的聚合物作為助劑第24頁，共35頁，2023年，2月20日，星期五均聚、共聚、縮聚單體第25頁，共35頁，2023年，2月20日，星期五光重排聚合物第26頁，共35頁，2023年，2月20日，星期五光穩(wěn)定劑的應(yīng)用技術(shù)聚合物中，穩(wěn)定劑應(yīng)有高的可溶性穩(wěn)定劑與聚合物的混合應(yīng)比較方便穩(wěn)定劑通過遷移、滲出、揮發(fā)、浸出和其它過程從聚合物中損失的速率要低在被穩(wěn)定的聚合物中，開始時使聚合物的著色很淺，且在光和熱的作用下，不改變顏色熱穩(wěn)定性要好穩(wěn)定劑和聚合物間無化學(xué)作用，穩(wěn)定劑也應(yīng)和其它助劑無化學(xué)反應(yīng)穩(wěn)定劑的毒性要低對某一特定的組合，在達(dá)到所要求的性能時，其價格應(yīng)盡可能低廉第27頁，共35頁，2023年，2月20日，星期五光穩(wěn)定劑研究開發(fā)的新趨勢高相對分子質(zhì)量化趨勢多功能化趨勢反應(yīng)型光穩(wěn)定劑成本與效能的平衡第28頁，共35頁，2023年，2月20日，星期五第三節(jié)抗氧劑自動氧化作用第29頁，共35頁，2023年，2月20日，星期五抗氧劑的分類按照抗氧劑的作用機(jī)理分類:能消除主要的增長自由基R·和RO2·，從而打斷主要的氧化循環(huán)的抗氧劑－－鏈終止抗氧劑能阻止聚合物中產(chǎn)生自由基的化合物－－預(yù)防型抗氧劑（在不產(chǎn)生自由基的過程中分解氫過氧化物）按照抗氧劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類：酚類胺類亞磷酸酯類硫酯類其它類約占總量的90％以上第30頁，共35頁，2023年，2月20日，星期五抗氧劑的作用機(jī)理鏈終止型抗氧劑能和烷基自由基結(jié)合的——鏈終止受體（CB-A)抗氧劑——一般在氧氣濃度較低（或烷基自由基濃度較高）的體系中起作用能終止過氧自由基的——鏈終止給體（CB-D)抗氧劑——一般在氧氣濃度充足（或烷基過氧自由基濃度較高）的體系中起作用第31頁，共