高分子稳定剂

    高分子稳定剂 : 稳 定剂是指能防止或延缓聚合物在制造和加工 过程中的热氧和机械应力的降解作用,及在 贮存和使用过程中的光氧化、臭氧、电离辐 射、生物等的降解作用的助剂。因此广义的 稳定剂应包括下列六类: (1) 热稳定剂; (2) 抗氧剂; (3) 光稳定剂; (4) 阻聚剂; (5) 杀菌剂; (6) 其他如阻燃剂等。而高分 子稳定剂则是将稳定剂的结构进行高分子 化,以便抑制稳定剂在保存加热时的挥发、扩 散,以及在洗涤时由于溶剂的作用而引起稳 定剂的流失或萃出等,尤其在薄制品如片材、 薄膜等高分子稳定剂的作用更特殊。
几种主要类型的稳定剂介绍如下。
(1)热稳定剂 有四类,第一类是铅盐, 如三碱式正磷酸铅等;第二类是金属皂类,如 硬酯酸锌等; 第三类是液体复合体,有钡锌 等液体复合稳定剂; 第四类是有机锡、有机 锑类热稳定剂。其中有机锡是最重要的热稳 定剂,不但热稳定性好,且应用广泛,有机 锡聚酯如甲基锡聚酯属于高分子稳定剂,它 的热稳定性很好,用于PVC中可使PVC的 热分解温度从156℃提高到196～245℃。另 外,邻甲酚酚醛环氧树脂也是性能优良的高 分子类热稳定剂,用于PVC中可以改善 PVC的反应性,提高PVC耐热稳定性及耐 候性等。
(2) 光稳定剂 光稳定剂是一种可吸收 紫外线、有助于防止聚合物脆化或丧失机械 性能和电性能的添加剂。高聚物由于本身存 在发色基团及在制造或加工过程中引入催化 剂残渣或氧化产物,从而吸收紫外光波,使 聚合物发生光降解。阻滞光降解反应的主要 手段是添加光稳定剂,首先采用紫外光吸收 剂,阻止或减少紫外光的吸收; 其次是采用 猝灭剂,使处于激发态的发色基团失活从而 降低引发速率; 第三是采用过氧化氢物分解 剂,使其在发生光降解反应前就转化成较稳 定的化合物,而不生成自由基; 最后采用自 由基捕捉剂,很快消除刚生成的烷基或过氧 化自由基,终止链或光氧化降解反应。常用 的光稳定剂有羰基二苯酮型、羰基苯并三唑 型、有机镍和CHIMASSOK BN-705、含硫的 金属络合物和亚磷酸酯,最重要而又发展最 快、性能最好的是受阻胺类即HALS,国外许 多化学公司已开发和生产,如汽巴-嘉基公司 1974年就生产Tinuvin 770牌号的产品,至 今还在作为低分子量型的HALS的代表而 被广泛使用。由于光稳定剂主要用于户外使 用的比表面积较大的纤维和薄膜等制品,容 易因挥发或被介质抽出而损失,因此从70年 代末开始,HALS的高分子量化是开发者们 的基本思路,由于提高了分子量,从而降低 了抽出率。高分子量的HALS有TINUVIN 622。CHLMASSORB 994等均具有优良的抗 抽出性及抗迁移性能,是薄膜、纤维制品的 优良的光稳定剂。
(3)抗氧剂 聚烯烃等高聚物的老化作 用实质上是在光、热等的影响下的氧化过程, 从而导致质量劣化,所以添加抗氧剂提高聚 合物的温度和使用寿命非常重要,塑料类常 用的抗氧剂有受阻酚类及亚磷酸酯/磷酸酯 化合物或硫醚化合物,前者作为主抗氧剂,后 两种作为助抗氧剂,其中高分子量受阻酚如 IRGANOX 1976等均是很优良的抗氧剂。
另外,高分子类的酚胺树脂、聚二氢喹 啉 (RD) 等用于橡胶的防老剂均有很好的 效果。
随着稳定剂的发展,高分子稳定剂的研 究将会更深入,品种也会更多,高分子稳定 剂在橡胶、塑料、纤维、合成树脂、涂料、农 药、食品、冶金、化妆品等领域的应用将会 更广泛。