受阻胺光稳定剂的合成与应用研究

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受阻胺光稳定剂(HALS)是一类重要的光稳定剂,其效率是一般光稳定剂的2-3倍。HALS被广泛的用在聚氯乙烯、纤维素塑料、涂料等领域。由于其具有防老化、抗氧化、吸收紫外线等多种性能,HALS的合成与性能研究,近年来已经成为人们关注的热点之一。  本文主要做了以下工作:  1.N-丁基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶胺是受阻胺光稳定剂重要原料,文献报道用高压加氢的方法合成。本文以正丁胺和2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮为原料,用醋酸为催化剂,硼氢化钠为还原剂,通过还原胺化反应合成。此法的优点是收率高,原子利用率高,设备简单,操作方便;并用该方法合成了其他三种N-环己仲胺衍生物。  2.以甲基丙烯酸酐和四甲基哌啶醇为原料,分别以三乙胺,吡啶为催化剂,合成了反应型受阻胺光稳定剂4-(2-甲基丙烯酸酯基)-2,2,6,6-四甲基哌啶(MTMP)和1-甲基(2-甲基丙烯酰基)-4-(2-甲基丙烯酸酯基)-2,2,6,6-四甲基哌啶(MMTP),收率分别为89﹪,92.6﹪;在MTMP的合成中,首先游离出MTMP乙酸盐,然后用碱中和得到产品。这样有利于产品的纯化。测定并解析了 MTMP乙酸盐单晶结构,主要晶胞参数为:a=21.833(6)A,b=7.882(2)A,c=23.281(6),V=3715.0(17)A3,Z=8,Dc=1.114g·cm-3,F(000)=1360.  3.以 N-丁基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶胺、三聚氰氯和 N,N-双(3-氨丙基)乙撑二胺为原料,经亲核取代、甲基化、胺化三步反应以总收率为77.5﹪合成了受阻胺光稳定剂Chimassorb119(C119)。并且,从原料配比、溶剂、反应时间以及反应温度等方面优化了合成工艺。产品熔程短,138-148℃,质量达到了国外同类产品的水平。  4. C119的热重(TGA)测试结果表明,300℃以前没有质量损失,热稳定性高;C119改性的PP样品进行氙灯加速老化实验后,黄变因数的测试结果表明,C119能较大地降低 PP的黄化程度,添加量为0.5﹪时,黄变因数最小为9﹪;羰基指数的测试结果表明,C119能有效地抑制 PP的光氧化;力学测试结果表明,C119的加入能增加PP样品的拉伸强度和提高PP样品的冲击强度保持率。
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