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精细化工品分析/Fine chemical analysis

稳定剂分析

 

稳定剂分析

 
项目介绍
广义的讲,稳定剂是能增加溶液、胶体、固体、混合物的稳定性的化合物都叫稳定剂。而狭义上来讲,稳定剂主要是指保持高聚物塑料、橡胶、合成纤维等稳定,防止其分解、老化的试剂。
 
稳定剂主要分为光稳定剂和热稳定剂。
 
应用范围
1 光稳定剂
光稳定剂(英文名称Light stabilizer photostabilizer)是高分子制品(例如塑料、橡胶、涂料、合成纤维)的一种添加剂,它能屏蔽或吸收紫外线的能力,猝灭单线态氧及将氢过氧化物分解成非活性物质等工程,使高分子聚合物在光的辐射下,能排除或减缓光化学反应的可能性,阻止或延迟光老化的过程,从而达到延长高分子聚合物制品使用寿命的目的。
光稳定剂按照机理可以分为光屏蔽剂、紫外线吸收剂、猝灭剂及自由基捕捉剂。
 
1.1 光屏蔽剂
常用的光屏蔽剂是无机填料,比如炭黑、二氧化钛、氧化锌等。它们的优点是价格低廉并能进行有效防护,其缺点是有颜色不透明。
 
1.2 紫外线吸收剂
作为紫外线吸收剂的化合物主要有二苯甲酮类、水杨酸酯类以及苯并三唑类。
 
二苯甲酮类紫外线吸收剂有宽广的吸收范围,几乎对290-400nm之间的紫外线都有强烈的吸收作用,且对热和光稳定,毒性低。其中双羟基品种应用较少,因其吸收部分可见光,会使制品带黄色,且与高聚物的相容性较差。而单羟基品种与高聚物相容性较好。
 
水杨酸酯类常被作为先驱型紫外线吸收剂,这类化合物含有酚基芳酯的结构,它本身并不能吸收紫外光,但经光照后期分子内部发生重排,生成二苯甲酮结构,从而强烈地吸收紫外光。其中常见的品种有TBS水杨酸对叔丁基苯酯、OPS水杨酸对辛基苯酯等。
 
邻羟基苯并三唑类化合物,在羟基和三唑环之间形成氢键,可将吸收的能量转移到别的地方。
 
1.3 紫外光猝灭剂
猝灭剂接受激发聚合物分子的能量后,本身成为非反应性的激发态,然后再将能量以无害的形式消散。目前应用最广泛的猝灭剂是二价镍的络合物或盐。
 
1.4 自由基捕捉剂
自由基捕捉剂的作用原理是通过对聚合物中的过氧化氢分解和自由基清除来达到稳定作用,目前主要是受阻胺类光稳定剂。
 
2 热稳定剂
热稳定剂是塑料加工助剂中的重要类别之一。聚氯乙烯(PVC)由于能和许多其他材料如增塑剂、填料及其他聚合物相容,因而被认为是最为通用的聚合物之一。但其主要缺点就是热稳定性差。因此目前的热稳定剂主要是针对聚氯乙烯材料进行研究。
 
PVC稳定剂通常是无机物或有机金属化合物。其中主要依据锡、铅以及碱土金属族化合物如钡、铜、锌进行分类。
 
常见问题
(1)热稳定剂需要考虑其折射率、分析的线性长度以及稳定剂在PVC中的“溶解度”;

(2)光稳定剂的选取要考虑其他添加剂,如抗氧剂、热稳定剂、润滑剂、着色剂等对光稳定剂效能的影响。

 

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常用仪器

分析手段 分析作用及分析范围 参考标准
红外光谱
FTIR
对化合物进行初步定性,适用于几乎全部有机物及部分无机物 GB/T 32199-2015
气相色谱质谱联用
GC-MS
测试易挥发,热不易分解,分子量在1000以下的物质 JIS K0123-2006
裂解气相色谱质谱联用
PY-GC-MS
测定高聚物的组分,结构,添加剂成分,主要用于塑料橡胶 ASTM D3452-2006(2012)
GB/T 7131-1996
高效液相色谱
HPLC
高沸点化合物;难挥发及热不稳定化合物;离子型化合物及高聚物等 JY/T 024-1996
凝胶渗透色谱
GPC
测定化合物的分子量;有机物的分离 SH/T 1759-2007
ISO 11344-2004/COR.1-2008
核磁共振
NMR
主要用于固体高分子材料的结构分析,定量分析 JY/T 006-1996
JY/T 007-1996
JY/T 005-1996

 

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