光穩(wěn)定劑及其應(yīng)用技術(shù)

前言

　　光穩(wěn)定劑是國(guó)內(nèi)外30年來發(fā)展最快的塑料添加劑之一。添加光穩(wěn)定劑，可使室外塑料制品使用壽命延長(zhǎng)數(shù)倍至數(shù)十倍，從而顯著地提高了塑料對(duì)金屬、木材等其他材料的競(jìng)爭(zhēng)力，并使某些塑料制品在室外應(yīng)用成為可能。全球加有光穩(wěn)定劑的塑料制品每年產(chǎn)量多達(dá)數(shù)千萬噸，每年節(jié)約的合成樹脂以千萬噸計(jì)?？茖W(xué)合理地使用光穩(wěn)定劑，不但可為人類節(jié)約大量的石油等寶貴資源，而且對(duì)節(jié)能減排，保護(hù)生態(tài)環(huán)境等，亦具十分重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值?！　〕怂芰现破?，光穩(wěn)定劑還廣泛應(yīng)用于涂料、橡膠、紡織、日化、造紙、染料、殺蟲劑、除草劑、油品和石蠟等行業(yè)，以及電子信息記錄材料、有機(jī)電子材料等高新科技領(lǐng)域。上述行業(yè)和領(lǐng)域?yàn)楣夥€(wěn)定劑提供了廣闊的市場(chǎng)和科技進(jìn)步的原動(dòng)力；同時(shí)，光穩(wěn)定劑的快速發(fā)展，也推動(dòng)了汽車、農(nóng)業(yè)、建筑、塑料等產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展?！　×钊诉z憾的是，光穩(wěn)定劑的科學(xué)合理應(yīng)用，并未被國(guó)人充分地認(rèn)知。依據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，我國(guó)廢棄塑料年產(chǎn)生量約為1000萬噸，其中一部分是因?yàn)楣夥€(wěn)定劑添加問題而產(chǎn)生的，并因此每年浪費(fèi)的合成樹脂數(shù)量上百萬噸?！　」夥€(wěn)定劑是一種朝陽產(chǎn)業(yè)和科技。全球使用的光穩(wěn)定劑品種50％以上是近30年才出現(xiàn)的，并占有60％的消費(fèi)量。國(guó)內(nèi)光穩(wěn)定劑工業(yè)尚未屆而立之年。光穩(wěn)定劑涉及多學(xué)科、多專業(yè)和多產(chǎn)業(yè)，其中包括光物理學(xué)，光化學(xué)，高分子物理和化學(xué)，精細(xì)化學(xué)化工等學(xué)科。國(guó)內(nèi)編輯出版一冊(cè)光穩(wěn)定劑專著，或許對(duì)推動(dòng)光穩(wěn)定劑及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不無裨益，這也是本書出版的初衷和企望。　　《光穩(wěn)定劑及其應(yīng)用技術(shù)》論述了國(guó)內(nèi)外光穩(wěn)定劑工業(yè)現(xiàn)狀、差距和發(fā)展前景，著重?cái)⑹隽斯夥€(wěn)定劑應(yīng)用和配方設(shè)計(jì)原理，列舉了較多應(yīng)用配方實(shí)例，其中包括光穩(wěn)定劑國(guó)內(nèi)外最新應(yīng)用研究動(dòng)態(tài)和成果；同時(shí)介紹了光屏蔽劑，紫外線吸收劑，猝滅劑和受阻胺光穩(wěn)定劑的重要品種物化數(shù)據(jù)、合成工藝、質(zhì)量指標(biāo)等，有些是國(guó)內(nèi)尚未工業(yè)化的品種。該書試圖對(duì)高分子材料的光降解理論、光穩(wěn)定化原理和途徑，作出深入淺出和簡(jiǎn)明易懂的敘述，努力兼顧光穩(wěn)定劑的相關(guān)理論和實(shí)踐，而刻意偏重于實(shí)用性，前瞻性和可讀性。

內(nèi)容概要

　　光穩(wěn)定劑是國(guó)內(nèi)外30年來發(fā)展最快的塑料添加劑之一。添加光穩(wěn)定劑，可使室外塑料制品使用壽命延長(zhǎng)數(shù)倍至數(shù)十倍，從而顯著地提高了塑料對(duì)金屬、木材等其他材料的競(jìng)爭(zhēng)力，并使某些塑料制品在室外應(yīng)用成為可能。全球加有光穩(wěn)定劑的塑料制品每年產(chǎn)量多達(dá)數(shù)千萬噸，每年節(jié)約的合成樹脂以千萬噸計(jì)?？茖W(xué)合理地使用光穩(wěn)定劑，不但可為人類節(jié)約大量的石油等寶貴資源，而且對(duì)節(jié)能減排，保護(hù)生態(tài)環(huán)境等，亦具十分重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值?！　〕怂芰现破?，光穩(wěn)定劑還廣泛應(yīng)用于涂料、橡膠、紡織、日化、造紙、染料、殺蟲劑、除草劑、油品和石蠟等行業(yè)，以及電子信息記錄材料、有機(jī)電子材料等高新科技領(lǐng)域。上述行業(yè)和領(lǐng)域?yàn)楣夥€(wěn)定劑提供了廣闊的市場(chǎng)和科技進(jìn)步的原動(dòng)力；同時(shí)，光穩(wěn)定劑的快速發(fā)展，也推動(dòng)了汽車、農(nóng)業(yè)、建筑、塑料等產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展?！　×钊诉z憾的是，光穩(wěn)定劑的科學(xué)合理應(yīng)用，并未被國(guó)人充分地認(rèn)知。依據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，我國(guó)廢棄塑料年產(chǎn)生量約為1000萬噸，其中一部分是因?yàn)楣夥€(wěn)定劑添加問題而產(chǎn)生的，并因此每年浪費(fèi)的合成樹脂數(shù)量上百萬噸?！　」夥€(wěn)定劑是一種朝陽產(chǎn)業(yè)和科技。全球使用的光穩(wěn)定劑品種50％以上是近30年才出現(xiàn)的，并占有60％的消費(fèi)量。國(guó)內(nèi)光穩(wěn)定劑工業(yè)尚未屆而立之年。光穩(wěn)定劑涉及多學(xué)科、多專業(yè)和多產(chǎn)業(yè)，其中包括光物理學(xué)，光化學(xué)，高分子物理和化學(xué)，精細(xì)化學(xué)化工等學(xué)科。國(guó)內(nèi)編輯出版一冊(cè)光穩(wěn)定劑專著，或許對(duì)推動(dòng)光穩(wěn)定劑及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不無裨益，這也是本書出版的初衷和企望?！　　豆夥€(wěn)定劑及其應(yīng)用技術(shù)》論述了國(guó)內(nèi)外光穩(wěn)定劑工業(yè)現(xiàn)狀、差距和發(fā)展前景，著重?cái)⑹隽斯夥€(wěn)定劑應(yīng)用和配方設(shè)計(jì)原理，列舉了較多應(yīng)用配方實(shí)例，其中包括光穩(wěn)定劑國(guó)內(nèi)外最新應(yīng)用研究動(dòng)態(tài)和成果；同時(shí)介紹了光屏蔽劑，紫外線吸收劑，猝滅劑和受阻胺光穩(wěn)定劑的重要品種物　　化數(shù)據(jù)、合成工藝、質(zhì)量指標(biāo)等，有些是國(guó)內(nèi)尚未工業(yè)化的品種。該書試圖對(duì)高分子材料的光降解理論、光穩(wěn)定化原理和途徑，作出深入淺出和簡(jiǎn)明易懂的敘述，努力兼顧光穩(wěn)定劑的相關(guān)理論和實(shí)踐，而刻意偏重于實(shí)用性，前瞻性和可讀性。

作者簡(jiǎn)介

　　隋昭德，煙臺(tái)市人。原北京助劑研究所高級(jí)工程師、《增塑劑》雜志總編；現(xiàn)任北京加成助劑研究所副總工程師、長(zhǎng)期從事增塑劑、光穩(wěn)定劑、抗氧劑等塑料助劑的科研、設(shè)計(jì)、建沒和生產(chǎn)工藝技術(shù)工作，獲北京市優(yōu)秀科技人員二等獎(jiǎng)和北京市“講理想、比貢獻(xiàn)”先進(jìn)個(gè)人稱號(hào)?？萍汲晒@北京市、原化工部、吉林省二等和三等獎(jiǎng)6項(xiàng)，參編科技專著3冊(cè)，在期刊、國(guó)內(nèi)會(huì)議發(fā)表論文30余篇。

書籍目錄

1 高分子材料的光老化及穩(wěn)定化機(jī)理1.1 光老化和光穩(wěn)定劑：l.2 光化學(xué)反應(yīng)和高分子材料的光降解1.3 高分子材料光氧化過程1.4 高分子材料光穩(wěn)定化機(jī)理和途徑1.5 高分子材料光穩(wěn)定劑的協(xié)同效應(yīng)2 國(guó)外光穩(wěn)定劑工業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展2.1 歷史沿革和現(xiàn)況2.2 北美光穩(wěn)定劑工業(yè)現(xiàn)狀2.3 西歐光穩(wěn)定劑工業(yè)現(xiàn)狀2.4 日本光穩(wěn)定劑工業(yè)現(xiàn)狀3 國(guó)內(nèi)光穩(wěn)定劑工業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展3.1 歷史沿革和現(xiàn)況3.2 國(guó)內(nèi)光穩(wěn)定劑應(yīng)用概況3.3 國(guó)內(nèi)光穩(wěn)定劑發(fā)展預(yù)測(cè)4 光穩(wěn)定劑的基本性能與分類4.1 光穩(wěn)定劑應(yīng)具備的基本性能4.2 光穩(wěn)定劑的分類5 紫外線屏蔽劑5.1 炭黑5.2 鈦白粉6 紫外線吸收劑6.1 水楊酸酯類紫外線吸收劑6.2 羥基二苯甲酮類紫外線吸收劑6.3 羥基苯并三唑類紫外線吸收劑6.4 羥苯基三嗪類紫外線吸收劑7 猝滅劑7.1 光穩(wěn)定劑NBC7.2 光穩(wěn)定劑10847.3 光穩(wěn)定劑200：7.4 小結(jié)8 受阻胺光穩(wěn)定劑（HALS）8.1 GW480（GW-770）8.2 GW-5408.3 GW-6228.4 GW-9448.5 GW-33468.6 GoodriteUV-3034及受阻哌嗪酮類HALS8.7 HALS-3628.8 HALS在涂料中的應(yīng)用參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　1.3 高分子材料光氧化過程　　理論上講，很多高分子聚合物，諸如聚乙烯、聚丙烯等飽和烴類結(jié)構(gòu)的聚合物，對(duì)陽光應(yīng)當(dāng)是穩(wěn)定的，因?yàn)檫@些聚合物在理想情況下（即絕對(duì)純凈），沒有吸收波長(zhǎng)大于290nm的官能團(tuán)，或稱為發(fā)色團(tuán)。但實(shí)際上這些聚合材料暴露在陽光下降解卻非常迅速，這是因?yàn)檫@些材料的工業(yè)品含有許多能吸收紫外線的雜質(zhì)，例如殘存的催化劑、少量的氧化物以及加工助劑和著色劑等。由于這些雜質(zhì)的存在（它們都可作為發(fā)色團(tuán)而吸收紫外光），導(dǎo)致這些聚合物在空氣中迅速發(fā)生光氧化作用，類似于綠色植物的光合作用。綠色植物的葉綠素起到光敏劑的作用，使不吸收可見光的CO2和H2O產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為有機(jī)物；聚烯烴所含的那些雜質(zhì)也起到光敏劑的作用，使不吸收紫外線的聚乙烯等高聚物產(chǎn)生了光氧化降解。　　有機(jī)高分子材料光氧化過程可分為兩個(gè)階段。第一階段為光物理階段。即高分子材料吸收紫外線的光子以后，材料分子被激發(fā)，其電子躍遷為激發(fā)態(tài)。一部分激發(fā)態(tài)分子在第二階段產(chǎn)生鏈引發(fā)、鏈增長(zhǎng)、鏈支化、鏈終止一系列復(fù)雜的光化反應(yīng)?，F(xiàn)用下列過程和反應(yīng)式綜述高分子材料的光氧老化（PH為聚合物）?！　?.3.1 鏈引發(fā)　　高分子材料光老化的鏈引發(fā)過程包括吸收光子的光物理過程，沒有該光物理過程就不會(huì)發(fā)生鏈引發(fā)反應(yīng)，高分子材料也就不會(huì)產(chǎn)生光降解。　　有機(jī)高分子材料中的發(fā)色團(tuán)吸收了紫外光而被激發(fā)，繼而在材料中引發(fā)了光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生了烷基自由基P烷氧自由基PO氫氧自由基HO等自由基，屬于初級(jí)光化學(xué)反應(yīng)?！　±缇郾┰谏a(chǎn)、造粒、儲(chǔ)運(yùn)過程中，較容易產(chǎn)生氫過氧化物P00H，該化合物可吸收紫外線，而且氧一氧鍵鍵能只有167.5kJ／mol，很容易斷裂產(chǎn)生烷氧自由基PO和氫氧自由基H0。該反應(yīng)光子效率接近1，即每吸收兩個(gè)紫外線光子，可能產(chǎn)生兩個(gè)自由基。同樣的原因，聚合物難免含有羰基發(fā)色團(tuán)，羰基吸收紫外線光子以后分子可能斷裂為烷基自由基P和烷氧自由基PO。　　聚合物殘留的催化劑，以及生產(chǎn)污染和添加劑引入的鈦、鋁等金屬化合物，往往能夠吸收紫外線，起到光催化劑的作用，引發(fā)聚合物的光降解。典型的實(shí)例就是將含有銳鈦型鈦白粉加入到高分子材料后，加速了材料的光老化。

圖書封面

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