受阻胺类光稳定剂的综述

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1、受阻胺类光稳定剂的综述i一一...——～一星旦翟鐾团受阻胺类光稳定剂的综述文◎陈梦姜东昌徐双(中国矿业大学化工学院江苏徐州)摘要:受阻胺类光稳定剂(HALS)是一种新型高效的光稳定剂,广泛应用于高分子材料中.本文介绍了HALS的作用机理,分类及功能.关键词:HALS;作用机理;分类;功能引言HALS具有捕获自由基,分解过氧化物的能力,其光稳定效果是传统吸收型光稳定剂的2～4倍.HALS除了具有光稳定作用外,还有抗氧化,吸收紫外线等多种功能,且与紫外线吸收剂和抗氧剂有良好的协同效应.该类稳定剂不会使树脂着色,且与许多树脂具有良好的相容性,低毒或无毒,能满足薄膜制品,纤

2、维制品和食品包装材料的要求,是目前发展最快最有前途的一类新型高效的光稳定剂.1,HALS的作用机理HALS是自由基捕获剂的一种,其作用机理十分复杂,主要通过以下几个方面机理的协同作用来达到光防护效果.1.1捕获自由基受阻胺官能团属脂环胺类结构,在有氧状态下吸收光能后,可以转变为氮氧自由基N0?,这些氮氧自由基不仅可以捕获高分子材料光氧化降解中所产生的烷基活性自由基,而且在光稳定化过程中具有再生功能,从而抑制连锁反应达到防护目的.1.2分解氢过氧化物一般认为,胺基和氢过氧化物中的氢结合后分解成氮氧自由基,进而与活性自由基反应,使之转化为稳定的醇,酮化合物.Car1Ss

3、on的研究结果还证实受阻胺在氢过氧化物周围具有浓集效应.1.3捕获重金属HALS中的氮具有与金属配位的孤对电子,能强烈地与高分子材料中的金属离子配位,从而达到保护高分子材料的目的.1.4猝灭单线态氧HALS几乎没有猝灭激发态的作用,但其氧化产物的NO.去口显示了高猝灭效率.受阻胺氮氧自由基能通过传递能量的途径,使处于激发态的单线态氧回到基态,从而阻止单线态氧引起高聚物降解反应的发生,起到防光老化的作用.2,HALS的功能HALS除了光稳定作用,目前已发现HALS具有抗氧化性,吸收紫外光,减小聚合物辐射致色,钝化过渡金属离子和捕捉臭氧等功能.2.1HALS的抗氧性能H

4、ALS的抗氧机理与酚类抗氧剂的抗氧机理不同.HALS的抗氧活性则随着时间持续下降.但使用HALS作为热稳定剂,可减小聚合物材料中酚类抗氧剂的用量,从而减小这些缺陷,所以在长期热氧化的条件下,为了保护聚合物材料,将HALS与热稳定剂特别是受阻酚抗氧剂联用具有重要意义.2.2吸收紫外光和减小聚合物辐射致色HALS本身不能吸收紫外辐射,但是它反应生成的氮氧自由基可以吸收300～320nm的紫外光,并形成激发态,导致哌啶环的断裂及进一步的变化.研究发现,HALS与受阻酚一起使用能有效地清除高分子材料中由高能射线辐射产生的自由基和分解氢过氧化物,进一步阻止共轭双键的形成,因而

5、也就能降低由于辐射产生的颜色变化.2.3钝化过渡金属离子HALS中的氯,氧原子等还能与有害的金属离子配位,从而达到保护高分子材料的目的.2.4捕捉臭氧对臭氧氧化过程的研究表明,HALS能保护高分子材料不受由光引发同时有臭氧参与的光氧化影响.但另一方面,捕捉臭氧会使HALS的化学计量消耗增人,降低其光稳定效率.3,HALS的应用3.1在聚乙烯中的应用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,一一般用量为0.11%～O.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

6、所,并在农用棚膜上大量应用.3.2在聚丙烯中的应用HALS在聚丙烯纤维和薄膜中,已有一定的应用基础.特别是HALS与抗氧剂1076复合应用于聚丙烯中,具有良好的光稳定协同效果.HALS与亚磷酸酯类抗氧剂复合使用,也有协同作用.另外,在聚丙烯制品中,HALS也同苯并三噻唑类吸收型光稳定剂并用,对提高防光老化作用有良好的协同效果.3.3在聚氯乙烯中的应用近年来研制开发的HALS碱性逐渐减弱,已有HALS应用于聚氯乙烯的研究报道,HALS对聚氯乙烯的光稳定效果与目前在聚氯乙烯体系广泛使用的二苯甲酮类紫外线吸收型光稳定剂没有差别.3.4热稳定作用HALS在防热老化方面具有极

7、其优越的特性,在农用棚膜中HALS具有防"背板效应"的作用,就是防热老化功能的体现.4,结语受阻胺光稳定剂是一种性能非常优良的光稳定剂,是聚合物添加剂领域的研究开发的热点.随着研究的不断深入,其应用越来越广泛,成为光稳定剂的主导品种.参考文献:[1]陶刚,梁诚.塑料光稳定剂的生产与研究进展[J].塑料科技,2009,(7):90--94[2]吕咏梅.受阻胺光稳定剂的生产与研究进展[j].塑料助剂,2009,(4):10—13[3】杨涛,冯嘉春.受阻胺光稳定剂的多功能性及其结构优化[J].塑料助剂,2008,(4):4—10?[4]张锼.国外有关塑料助剂研究的期刊