The Chemistry of UV Stabilizers (081125)翻译

1、1 1/30/30紫外紫外线稳线稳定定剂剂的化的化学学作用作用S.G. YooDS Chemical Co Ltd2 2/30/30今天需要讨论讨论的内内容聚合物添加剂综剂综述l 紫外线辐线辐射?l 紫外线稳线稳定剂剂的种类种类 l 活动动机制 l 典型的紫外线稳线稳定剂剂l 紫外线稳线稳定剂剂的应应用聚合物降解聚合物降解l 什么导么导致了聚合物的降解 ?l 自然氧氧化和稳稳定剂剂紫外线稳线稳定剂剂的化学过学过程l 为为什么么要使用添加剂剂 ?l 应该应该是用何种种添加剂剂 ?l 添加剂剂如何应应用 ?3 3/30/30为为什什么么要在聚合物中使用添加要在聚合物中使用添加剂剂 ?聚合物添加剂综

2、剂综述 为为了保持聚合物的原始特性，比如了保持聚合物的原始特性，比如强度、弹性和韧性强度、弹性和韧性. 得到可以得到可以满满足足终终端端应应用的性能用的性能 如阻燃性，抗如阻燃性，抗静电静电性性. 在聚合物的加工在聚合物的加工过过程中程中获获得良好的加工性能，得良好的加工性能，比如流平性，黏度比如流平性，黏度4 4/30/30什什么类么类型的添加物可以型的添加物可以应应用在聚合物中用在聚合物中 ?聚合物添加剂综剂综述 加工加工 热稳定剂热稳定剂增塑剂增塑剂润滑剂润滑剂脱模剂脱模剂 提高使用提高使用寿寿命命抗氧化剂抗氧化剂 紫外紫外线稳线稳定定剂剂 紫外紫外线线吸收吸收剂剂其他性能其他性能 阻燃

3、剂阻燃剂着色剂着色剂抗静电剂抗静电剂抗冲改性剂抗冲改性剂杀菌剂杀菌剂充填剂充填剂发泡剂发泡剂 引发剂引发剂导电剂导电剂5 5/30/30 在添加点加入合适添加剂：V1V2V3V4V5价值链添加物如何应用在聚合物中添加物如何应用在聚合物中?Polymer Additives, an OverviewV1V2V3V4V5价价值链值链反应器闪光失活 烘干存储基础稳定芯块干燥蓬松完全形成芯块6 6/30/30添加物如何应用在聚合物中添加物如何应用在聚合物中?聚合物添加剂综剂综述7 7/30/30导导致聚合物降解的原因致聚合物降解的原因 ?聚合物降解分解机制能量自然产物或气味杂质可见光 紫外线 折射 改

4、变 加热金属残留氧化物以及副产品激发态的发色团产生自由基自由基连锁反应的催化作用自由基形成单分子或双分子的分解反应R H自由基反应链R-O 循环1循环2ROO R +ROOHRO + OHR-HO28 8/30/30降解的后果降解的后果 失去强度，失去强度，刚刚度和度和灵灵活性活性 变变色色 磨磨损损，失去光，失去光泽泽聚合物降解9 9/30/30自氧化自氧化聚合物降解方案1 自氧化环聚合物 能量 扭曲 熔化过程 催化剂残留 R 烷基自由基RO 产物自由基HO 羟基自由基ROO ROOH 氢过氧化物循环一循环二氧聚合物聚合物分解过程：RO+OHROOH+ R能量（紫外线，热）催化剂残留ROO

5、1010/30/30聚合物分解的产物聚合物分解的产物?Polymer Degradation烷烷基自由基基自由基过氧过氧自由基自由基 影影响响熔化熔化过过程和程和长时间长时间的的热稳热稳定性定性产产物自由基物自由基羟羟基自由基基自由基氢过氧氢过氧化物化物 影影响响熔化熔化过过程和程和长时间长时间的的热稳热稳定定性性 和紫外和紫外线稳线稳定性定性醇醇类类醛醛 影影响气响气味味酮酮聚合物聚合物 不同的物不同的物质质1111/30/30断键断键位置位置 聚合物降解聚酰胺聚酯聚甲醛不饱和系统聚烯烃聚乙烯-CO-NH-CH2-CO-O-CH2-O-CH2-O-CH=CH-CH2-R-CH2-CH-CH2

6、-H2C=CH-CH2-1212/30/30如何防止聚合物降解如何防止聚合物降解 ?聚合物降解分解机制能量自然产物或气味杂质可见光 紫外线 折射 改变 加热金属残留氧化物以及副产品激发态的发色团产生自由基自由基连锁反应的催化作用自由基形成单分子或双分子的分解反应R H自由基反应链R-O 循环1循环2ROO R +ROOHRO + OHR-HO2红色表示停止1313/30/30各各种稳种稳定定剂剂聚合物降解 抗氧剂氧剂 紫外线稳线稳定剂剂l激发态激发态的猝光剂的猝光剂l紫外线线吸收剂剂l受阻胺光稳定剂受阻胺光稳定剂(HALS)l 主要: 酚类酚类 &芳基胺芳基胺l次要:亚磷酸盐亚磷酸盐(

7、或酯或酯)和 Thiosynergistl 新的化学学物质质 :羟胺羟胺& Benzofuranones1414/30/30太阳和紫外线辐射太阳和紫外线辐射The chemistry of UV-Stabilizer太太阳既阳既存在有益的和有害的影存在有益的和有害的影响响我们们无法看到或感受到的被称为称为紫外线线紫外线辐射水平取决于几个因素，太阳高度、纬度、海拔云层、臭氧、紫外线辐射水平取决于几个因素，太阳高度、纬度、海拔云层、臭氧、地面反射地面反射紫外线指数紫外线指数(度量紫外线辐射水平的一种方式）度量紫外线辐射水平的一种方式）臭氧层阻隔了太阳光中有害的部分臭氧层阻隔了太阳光中有害的

8、部分1515/30/30暴露在紫外暴露在紫外线线中中产产生的健康生的健康风险风险 The chemistry of UV-Stabilizer适度的紫外线辐线辐射是必需的，但是过过量就会会引起损损害每个个人都受到紫外线辐线辐射的影响响日光损损害是可以避免的 行为为上敏感, 态态度上转变转变阳阳光损损害晒黑晒黑,晒斑晒斑,皮肤老化皮肤老化,皮肤癌皮肤癌眼睛发炎和白内障眼睛发炎和白内障防晒步骤防晒步骤限定限定暴露在正午的阳阳光中的时间时间 关关注紫外线线指数数谨慎选择谨慎选择使用窗帘帘 传传保护护性的服装 使用防晒晒霜 避免使用日光灯和 晒晒黑“Enjoy the sun But, enjoy i

9、t safetly”1616/30/30紫外紫外线线的的种类种类The chemistry of UV-StabilizerUVA (320 400nm) :臭氧层不吸收臭氧层不吸收,导致晒黑、皮肤衰老导致晒黑、皮肤衰老,眼睛损伤和免疫受损眼睛损伤和免疫受损UVB (290 320nm) : 大部分被臭氧层氧层吸收，但是有一部分会会到达达地球表面引起晒伤晒伤，雪盲，皮肤肤癌早衰。UVC (100 290nm) : 完全被臭氧层氧层和氧气氧气吸收 UVA1717/30/30光敏感聚合物光敏感聚合物The chemistry of UV-Stabilizer PE聚乙烯聚乙烯 PP聚丙烯聚丙烯 A

10、BS丙烯腈丙烯腈-丁二烯丁二烯-苯乙烯苯乙烯 PS聚苯乙烯聚苯乙烯 PVC聚氯乙稀聚氯乙稀 PC聚碳酸酯聚碳酸酯 PMMA聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯 Polyester聚酯聚酯 Polyamide聚酰胺聚酰胺 PU聚氨酯聚氨酯 300 310nm, 340nm 290 300nm, 330 370nm 300 310nm, 370 385nm 315 325nm 320nm 280 310nm 290 315nm 325nm 290 310nm 350 415nm1818/30/30紫外紫外线稳线稳定定剂剂的的种类种类The chemistry of UV-Stabilizer 紫外线线

11、吸收剂剂l光稳稳定剂剂激发态的猝光剂激发态的猝光剂l镍为基础的配合物镍为基础的配合物 自由基l Hydroxyphenyl Benzophenonesl Hydroxyphenyl Benzotriazolesl Hydroxyphenyl Triazines1919/30/30Photho-氧氧化化The chemistry of UV-Stabilizer2020/30/30紫外紫外线线吸收吸收剂剂的的研发趋势研发趋势The chemistry of UV-Stabilizer 更高更广泛的紫外线线吸收范围围 高稳稳定性 Low Toxidity 其他功能 (水溶性)2121/30/30紫

12、外紫外线线吸收吸收剂剂活动机制活动机制The chemistry of UV-Stabilizer2222/30/30典型的几典型的几种种紫外紫外线线吸收吸收剂剂The chemistry of UV-StabilizerCH3OCOOHC8H17OCOOHSO3HCOOHOHC8H17OCOOHNNNOHNNNOHC2H5CH3NNNOHtC4H9CH3ClNNNOHtC4H9tC4H9ClNNNOHOHOHNNNNNNC8H17C8H17NNNOHOC8H17CH3CH3CH3CH32323/30/30紫外线吸收剂的紫外线吸收光谱紫外线吸收剂的紫外线吸收光谱2424/30/30紫外紫外线线

13、吸收吸收剂剂的紫外的紫外线线吸收光吸收光谱谱The chemistry of UV-Stabilizer2525/30/30激激发态发态猝光猝光剂剂的作用机制的作用机制The chemistry of UV-Stabilizer2626/30/30添加添加剂剂的作用机制的作用机制 : Hindered AminesThe chemistry of UV-Stabilizer2727/30/30Representative Hindered AminesThe chemistry of UV-Stabilizer2828/30/30合成紫外线稳线稳定剂剂OHOHCCL3COOHOHRBrCOOR

14、OH+OHR1R2NO2NNCLNO2NNOHR1R2NNNHOR1R2 HNOHOOOO(CH2)8HNOO(CH2)8OONH+The chemistry of UV-Stabilizerl二苯甲酮二苯甲酮l氧基烷基氧基烷基l Hindered Amines2929/30/30紫外紫外线稳线稳定定剂剂的的选择选择 物理形态态 颗颗粒大小热稳定性热稳定性 与与其他添加剂剂的结结合性 与与聚合物的兼容性 挥发挥发性 颜颜色 Toxidity 紫外线线吸收能力The chemistry of UV-Stabilizer3030/30/30紫外线稳定剂的应用紫外线稳定剂的应用The chemist

15、ry of UV-Stabilizer3131/30/30紫外线稳定剂的应用紫外线稳定剂的应用The chemistry of UV-StabilizerProperties of UV StabilizersPROPERTYPROSORBPROSORBPROSORBPROSORBPROSORBPROSORBPROSORBPROSORBPROSORBUV-531UV-PUV-234UV-326UV-327UV-328UV-329UV-360UV-1577AppearanceYEL PowderYEL PowderYEL PowderYEL PowderYEL PowderYEL PowderS

16、 YEL PowderS YEL Powder YEL PowderCAS Number1843-05-62440-22-470321-86-73896-11-053864-99-125973-55-53147-75-9103597-45-1 147315-50-2Moleculer Weight326.4225.2447.6315.8357.9351.5323659425(g/mole)Melting Point ()48 -49128 -130137 - 141138 - 141154 - 15780 - 88103-105195147-152Volatility (Temp in to

17、wt. Loss by TGA)1%1532642001901831803333002%1702802102052022003503355%19030223022522322035310%21932824023924450%263375280281286Solubilities (20 , wt %)Acetone433211690.053.1Benzene507N/AN/A16393234N/AChloroformN/A13351144437100254Ethyl Acetate44442516150.066.6Hexane120.80.61191660.030.7MetanolN/A0.20.10.10.10.40.60.0025N/AMethylene ChlorideN/A1634917563875169Water0.010.010.010.010.010.010.010.001504195050Benzene5015N/A5050Chloroform5040455030Ethyl Acetate503245050Hexane505041Metanol500.0538503Methylene Chloride5040565050Water0.011.60.010.010.01I