文献综述
受阻胺类光稳定剂 HALS ( Hindered Amine Light Stablilizer) 是 20 世纪 70 年代中期由日本研制开发的一类新型高效稳定剂,用于塑料、橡胶高分子材料的防老化, 其光稳定效果是传统吸收型光稳定剂的2~4倍, 且与许多树脂具有良好的相容性,是目前发展最快的一类稳定剂。国际上受阻胺类光稳定剂年用量增长率为 20%~30%,消费总量已占稳定剂总量的44%,跃居各类稳定剂之首。近几十年来,受阻胺类光稳定剂一直是非常活跃的研究领域,不断有新产品出现。对于 HALS 的研究表明, 它是一类多功能的稳定剂,已发现其还有阻燃性、热稳定性和抗氧性等性能, 许多文献中已将其改为 HAS(Hindered Amine Stablilizer),关于该类稳定剂应用的研究是聚合物材料科学中一个重要领域。
受阻胺光稳定剂已广泛地应用于户外使用的聚乙烯制品中,特别是聚乙烯农用薄膜,HALS是其最有效的光稳定剂,已有十多年的应用历史,一般用量为0.11%~0.15%,就能达到防光老化的效果。近年来一些新型受阻胺已为棚膜生产厂家所,并在农用棚膜上大量应用。
稳定剂 744 的化学名为:4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶,属于受阻胺类光稳定剂的一种,适用于聚烯烃、聚氨酯、聚酰胺等多种高分子材料,一般用量 0.01%~0.5%,具有不着色,不污染,耐热加工性良好,与抗氧剂和紫外线吸收剂并用,有良好的协同作用。传统的合成方法是以浓硫酸为催化剂, 苯甲酸与 2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇为原料直接进行酯化反应而制得。
受阻胺类光稳定剂的作用机理性研究服务于新产品开发,而新产品开发的目标是进一步提高受阻胺类光稳定剂的抗老化性能,拓宽其应用范围。早期的受阻胺类光稳定剂的光稳定性能较好,但普遍存在分子量低,碱性高等缺点。由于受阻胺类光稳定剂常用于高比表面积的高分子材料中,导致低分子量受阻胺类光稳定剂存在的最大弊端是耐抽提性差,易挥发,在使用过程中容易损失;而高碱性使其无法在酸性环境中应用,且难与酸性助剂复配使用。因此,开发新型受阻胺类光稳定剂的重要目的就是在提高或不损失其光稳定性能的前提下,力求性能更卓越、功能更完善、成本更低廉。
受阻胺类光稳定剂是一类性能优异的光稳定剂,目前仍是人们研究开发的重点,随着新产品的不断涌现,其应用范围也在不断扩大,未来必将取代传统的光稳定剂成为光稳定剂行业的主导产品。近年来,国外对受阻胺类光稳定剂新品种的研发比较活跃,尤其集中在多功能化和反应型光稳定剂领域,而国内则相对落后。为此,研究者们需要着重加强基础研究,加大关键中间体的技术攻关力度,有选择性地重点发展具有自主知识产权的新品种,例如天津大学化工学院在国家自然科学基金的支持下从事“新型受阻胺类光稳定剂的设计、合成与应用性能评价”研究,开发了一系列具有自主产权的性能良好的树枝状受阻胺类光稳定剂; 目前,具有紫外线吸收和抗菌的多功能受阻胺类光稳定剂的研究正处于探索阶段,相信项目完成以后,必将推动国内受阻胺类光稳定剂迈上一个新台阶。同时还要在专利许可的情况下,开发国外已经工业化的品种,从中学习国外的先进技术,并将其应用于自主产品的开发当中。相信通过一代代科研工作者的不懈努力,我国的受阻胺类光稳定剂的研究必将走上快速发展的道路。
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