受阻胺抗氧劑與受阻胺光穩定劑之間的相互作用與原理
關于酚類抗氧化劑與光穩定劑之間的相互作用已有許多報道,受阻酚類抗氧化劑與受阻胺類光穩定劑同時使用可以在熱氧化老化中產生協同作用,而在光氧化老化中往往會產生抗協同作用。
一、協同作用的原理
人們普遍認為抗氧化劑可以捕獲自由基,但同時產生容易產生自由基的過氧化物ROOR和ROOH,而光穩定劑可以使RooR和RooH失活,從而阻止它們熱分解或光解產生自由基。光穩定劑的過渡產物烷基羥胺可與苯氧基自由基反應生成受阻苯酚。在熱氧老化條件下,它能生成高濃度的氮氧自由基,穩定化時生成的烷基羥胺在烘箱老化溫度(130℃)下易熱解或與過氧化物自由基反應,從而再生氮氧自由基,由于氮氧自由基與受阻酚之間的相互補償循環,再生出兩種活性鏈終止子,并具有協同作用。
二、產生抗協同效應的原理
光穩定劑和許多抗氧化劑對聚烯烴光氧化降解的穩定性有抗協同作用,光穩定劑與酚類抗氧劑產生抗協同作用的原因是在熱加工過程中,在受阻胺產生的氮氧自由基的催化下,受阻酚類變成醌結構,具有光敏化作用,從而促進高分子材料的光降解。

反協同效應的可能性分析如下:
酸性受阻酚類抗氧化劑與堿性光穩定劑之間可能發生化學反應,酚類抗氧化劑被氮氧自由基氧化,對協同效應和反協同效應的解釋慢慢被部分人所證實。選用光穩定劑Chimassorb 944和Tinuvin 622分別與抗氧化劑Irganox 1010和Ethanox 330復合,然后以高密度聚乙烯作為基礎樹脂制作測試樣條,然后分別進行熱氧老化和光氧老化試驗。實驗結果表明,在光氧化老化過程中,光穩定劑和抗氧劑幾乎在整個穩定劑濃度配比下都具有抗協同作用,而在熱氧化老化過程中,光穩定劑和抗氧劑具有抗協同作用。試驗中,穩定劑復合使用的效果在整個濃度比范圍內表現出較強的協同效應,這些現象可以用上述機理來解釋。這些實驗表明,當聚合物在一定條件下時,酚類抗氧劑與光穩定劑之間可能存在協同作用,但當條件改變時,它們也有可能存在反協同作用。
三、分子內重組的自協同作用
隨著對復合穩定劑作用機理的深入研究,出現了分子內復合穩定劑,即將具有耐熱氧和耐光氧的官能團結合成一個分子,這種穩定劑通常具有協同作用,也能改善穩定劑的其他性能,如耐熱、耐光、耐萃取等。例如,原瑞士汽巴精化公司研發的抗氧劑1098是一種相對分子質量較高的受阻酚類抗氧劑,它是一種分子內復合抗氧劑,具有受阻酚類和受阻胺類抗氧劑的雙重作用,具有良好的熱穩定性、抗沉淀性、抗輻照性和與樹脂的相容性,是高分子材料優良的抗氧劑和熱穩定劑。此外,合成了光穩定劑和亞磷酸酯的分子內復合穩定劑結構,在熱氧老化中,加入光穩定劑/P2聚合物的時間為1200h,而相應的分子間復合物的時間僅為400h,穩定效率提高了200,添加光穩定劑/P1聚合物的時間為4700h,而相應的分子間絡合物的時間僅為700h,穩定效率提高了600%。
這兩種穩定劑不僅在聚丙烯中表現出良好的光穩定性,還具有良好的熱穩定性效果,可作為光穩定劑和熱穩定劑使用,但這類穩定劑的發展還沒有大的進展,可能是技術或成本的原因,不過這將是今后穩定劑的發展趨勢之一。
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