热稳定剂和光稳定剂及其他

ChemicalEngineeringDepartment第三章合成材料加工用化学品Chapter3AdditivesforSyntheticMaterials第六节热稳定剂和光稳定剂2热稳定剂概述热稳定剂由来现象：在PVC的加工过程中，人们发现PVC塑料只有在160℃以上才能加工成型，可它在120~130℃时就开始热分解，释放出氯化氢气体。这就是说，PVC的加工温度高于其热分解温度。问题：此问题曾是困扰PVC塑料的开发与应用的主要难题解决：人们通过大量的研究工作发现，如果PVC塑料中含有少量的诸如铅盐、金属皂、酚、芳胺等杂质时，既不影响其加工与应用，又能在一定程度上起到延缓其热分解的作用。上述难题得以解决，从而促使了热稳定剂研究领域的建立与不断发展。3热稳定剂概述热稳定剂作用机理60年代发现HCl对PVC的热降解有催化作用，降解反应是一自动催化反应。PVC热分解脱HCl的反应一旦开始，就会使得进一步脱HCl的反应变得更为容易，而使脱HCl的反应进行到底。大多数热稳定剂都具有一个共同特点，属于HCl的接受体，能捕捉PVC热降解产生的HCl，阻止PVC进一步的降解。4一、热稳定剂需使用热稳定剂的材料：PVC，PVDC，PCTFE，CPVC，CPE，氯丁橡胶，氯磺化的PE，氯化SBR，聚氯苯乙烯，PVA等。热稳定剂最典型的应用是PVC材料热稳定剂：防止塑料在热和机械剪切力作用下引起降解而加入的一类物质。CH2CHOHnCH2CHClnCHCHn+nHCl5（一）热稳定剂的分类及主要品种1、盐基性铅盐：三盐基硫酸铅2、脂肪酸皂：月桂酸镉3、有机锡稳定剂：二月桂酸二丁基锡4、有机辅助稳定剂：环氧化合物3PbOPbSO4H2O+6HCl3PbCl2+PbSO4+4H2O(C11H23COO)2Cd+2HClCdCl2+2C11H23COOH(C4H9)2Sn(C11H23COO)2(C4H9)2SnCl2+2C11H23COOH+2HClOHCHC+H-ClCHOHCHCl6（一）热稳定剂的分类及主要品种5、复合稳定剂主要组分：金属盐、亚磷酸酯、多元醇、抗氧剂、溶剂等配方及制备举例7（二）二月桂酸二丁基锡生产技术SnO-COC11H23O-COC11H23C4H9C4H9月桂酸马来酸二丁基锡C4H9-ISnIIC4H9C4H9有机锡稳定剂举例碘丁烷二碘代二正丁基锡二月桂酸二丁基锡SnO-COC11H23OC4H9C4H9COCHCHOCOSnC4H9C4H9O-COC11H238（二）二月桂酸二丁基锡生产技术1、主要原料及其规格2、原料消耗定额SnO-COC11H23O-COC11H23C4H9C4H9C4H9-ISnIIC4H9C4H99（二）二月桂酸二丁基锡生产技术3、生产操作过程合成反应2C4H9-I+SnC4H9-OHMgSnIIC4H9C4H93I2+6C4H9OH+2P6C4H9-I+2P(OH)3SnIIC4H9C4H9+2C11H23COO-HNaOHSnO-COC11H23O-COC11H23C4H9C4H9+NaI+H2O碘丁烷二碘代二正丁基锡二月桂酸二丁基锡10二月桂酸二丁基锡生产流程C4H9-I(C4H9)2SnI2SnIIC4H9C4H9SnO-COC11H23O-COC11H23C4H9C4H911二、光稳定剂（一）光稳定剂的分类及主要品种光稳定剂：能抑制或减缓高分子材料光氧化过程的物质称为光稳定剂或紫外光稳定剂。按作用机理分类：紫外线吸收剂淬灭剂光屏蔽剂自由基捕获剂12（二）重氮化、偶合及紫外线吸收剂UV-327生产技术1、重氮化芳伯胺在无机酸存在下与亚硝酸钠作用生成重氮盐的反应称作重氮化℃Ar-NH2+NaNO2+2HCl0~10Ar-N2+Cl-+NaCl+H2OH2NO2NCl+NaNO2+2HCl-Cl+N=NO2NCl+2H2O+NaCl13（二）重氮化、偶合及紫外线吸收剂UV-327生产技术2、偶合反应重氮盐与酚类、胺类化合物生成偶氮化合物的反应称为偶合反应。一般进入-OH、-NH2对位，对位占据进入邻位。ClNO2N=NOHC(CH3)3C(CH3)3HO(H3C)3CC(CH3)3-Cl+N=NO2NCl+Ar-N2+Cl-+Ar'-NH2Ar-N=N-Ar'-NH2+HClAr-N2+Cl-+Ar'-OHAr-N=N-Ar'-OH+HCl143、UV-327生产技术合成反应式烷基化重氮化偶合还原ClNO2OHC(CH3)3C(CH3)3NNNClNO2N=NOHC(CH3)3C(CH3)3HO(H3C)3CC(CH3)3-Cl+N=NO2NCl+H2NO2NCl+NaNO2+2HCl-Cl+N=NO2NCl+2H2O+NaCl15紫外线吸收剂UV-327生产流程烷基化重氮化偶合还原ChemicalEngineeringDepartment第三章合成材料加工用化学品Chapter3AdditivesforSyntheticMaterials第七节其他合成材料助剂17一、发泡剂无机发泡剂碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸氢钠等有机发泡剂亚硝基化合物、偶氮化合物和磺酰肼类发泡剂是一类能使处于一定黏度范围内的液态或塑性状态的橡胶、塑料形成微孔结构的物质。化学发泡剂：发泡过程中因发生化学变化而产生一种和多种气体，从而使聚合物发泡。18发泡剂偶氮二甲酰胺生产工艺流程图19二、润滑剂高分子材料在成型加工时，存在着熔融聚合物分子间的摩擦和聚合物熔体与加工设备表面间的摩擦。前者称为内摩擦，后者称为外摩擦。内摩擦会增大聚合物的熔融流动黏度，降低其流动性、严重时会导致材料的过热、老化；外摩擦则使聚合物熔体与加工设备及其他接触材料表面间发生粘附，当制品从模具中脱出后，表面粗糙，表面无光泽。内摩擦与外摩擦20二、润滑剂润滑剂：为了改进塑料熔体的流动性，防止高分子材料在加工过程中对设备的粘附现象，保证制品表面光洁度而加入的物质称为润滑剂。润滑剂按化学结构分类有：脂肪酸及其金属皂类酯类酰胺类烃类有机硅21三、抗静电剂抗静电剂：添加在树脂中或涂附在塑料制品、合成纤维表面的，用以防止高分子材料静电危害的一类化学添加剂称抗静电剂。抗静电剂主要是一些表面活性剂。小结summary材料的摩擦与润滑剂的作用抗静电剂结构特征：表面活性剂热稳定剂及其典型应用光稳定剂：紫外线吸收剂的制备——重氮化反应与偶合反应