文献综述
对于户外使用的塑料制品 , 影响其使用性能的因素有很多,如光、热 、氧 、重金属离子等 。塑料在加工和使用过程中受热 、氧等因素作用而老化, 制品的老化仍以光老化为主 。目前聚烯烃的防光老化除了改进聚合工艺和产品结构外, 另一个主要途径是添加光稳定剂。在已有的品种中以受阻胺类光稳定剂的发展最快, 自问世以来已有许多商业化的品种 , 提高了塑料制品的光老化性能。国内外对受阻胺类光稳定剂的应用研究十分活跃。
受阻胺类光稳定剂的光稳定效果主要是其所具有的哌啶基结构引起的, 该结构所产生的游离基( NO · )可以消除聚合物中的自由基,另外哌 啶 基 及 其 所 衍 生 的 多 种 形 态 的 物 质 如NOH 、 NOR 、 NR 等对于消除大分子游离基 ,分解氢过氧化物 ,猝灭激发态的大分子羰基, 以及猝灭单线态的氧等有不同程度的功能。另外由 Fairgriove 等的研究可知重金属与 ROOH 络合后可为大分子自动氧化提供 R · 和 ROO · 等引发产物 ,而受阻胺类光稳定剂可与金属离子形成络合物以防止这种情况的发生 。此外,各种资料的研究结果还表明,受阻胺类光稳定剂在防止热氧老化方面也有着极其优越的特性 , 由 Gugumus 的研究结果可知Chimassorb944这一典型的受阻胺类光稳定剂在体系中用量只有0.2%, 却将制品的热氧化寿命延长了 36 倍, 比添加了主抗氧剂和辅助抗氧剂复配体系的效果还好 。故现在许多防热氧老化的配方中均加入了受阻胺类光稳定剂,使其具有加工、热氧和光老化三方面的防护作用 。
因为传统的受阻胺类光稳定剂的哌啶环上的取代基为 —H ,导致了受阻胺类光稳定剂具有较高的碱性 ,使其在含卤树脂、酸性树脂、酸性配合剂和酸性使用环境下的应用受到了限制,故受阻胺类光稳定剂的低碱性化已成为研究的焦点。目前主要途径是将哌啶环上的取代基团变为取代烷基和取代烷氧基,如Ciba -Geigy公司的Tinuvin 123 是90年代才推出的N -烷基化低碱性受阻胺类光稳定剂品种,其碱性只有Tinuvin 770 的万分之一,已不存在与酸性介质共混的禁忌, 进一步扩展了受阻胺类光稳定剂的使用范围和使用效率 。
HALS研究开发的第一高潮出现在70年代 ,现在已进入另一高潮 ,出现了第二代、第三代HALS,品种花样很多,归纳起来有3种发展趋势:高分子量化、低碱性化和多功能化。随着对HALS 研究工作的深入,各类新型结构和基于新的作用机理的产品不断出现, 应引起业内人士的密切关注,并对HAL的综合性能进行不断的考察。
反应型受阻胺类光稳定剂是利用反应性基团将受阻胺类光稳定剂键合在聚合物主链上, 克服非反应型光稳定剂易迁出、挥发和抽出的缺点 ,显示“永久型”的光稳定效果。目前反应性的受阻胺类光稳定剂的研究已基于这种思路展开 ,现已经有了一部分产品问世,这些产品虽然售价高 ,但因具有使用效果明显 、可以多次使用的特点,故仍可与常规的受阻胺类光稳定剂竞争 。我国受阻胺类光稳定剂的研究开始于 1973 年,目前先后成功开发了 GW -480、GW -540、GW -544、GW -508 等受阻胺类光稳定剂。为了跟上世界先进水平我们必须以高分子量、低碱性作为研究的方向。山西省化工研究所 、北京化工研究院精细所等在这方面已进行了一些研究工作 。除此以外,我国受阻胺类光稳定剂的生产规模偏小, 不足千吨,应扩大规模 ,早日赶上世界先进水平 。
光稳定剂中间体2-烯丙氧基-4-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶氧基)-6-氯-1,3,5-三嗪，熔点为101-102℃，是合成光稳定剂的中间体，本身可以作为受阻胺类光稳定剂使用，也可以作为合成大分子受阻胺类光稳定剂的中间体。抑制或减缓由于光氧化作用而使高分子材料发生降解的助剂，近年来，塑料工业对光稳定剂需求高速增长，应用于醇酸涂料、PVC制品等。受阻胺类光稳定剂是自由基稳定剂的一种，应用超过了其他的任何一种光稳定剂。
参考文献：
[1] 莽佑,李雷,陈立功.受阻胺类光稳定剂的研究进展[J].精细化工,2013,30(4):385-391
[2] Vladimir Bojionov．Synthesis of new combined 2,2,6,6-tetramethlypiperidine-2-hydroxybenzophenone 1,3,5-trazinederivatives as photostabilizers for polymer materials［J］.Journal ofPhotochemistry and Photobiology A,2002,146: 199-205
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