星型抗氧劑的設(shè)計(jì)合成與性能研究.pdf

1、抗氧劑是指那些能防止或阻緩有機(jī)材料氧化的化合物,能夠使聚合物穩(wěn)定的一種重要助劑.受阻酚類抗氧劑一直作為彈塑性體、涂料、粘合劑等聚合物的主抗氧劑,具有抗氧效果好,熱穩(wěn)定性高,對(duì)塑料無污染、不著色,與聚合物相容性好等特點(diǎn),是目前應(yīng)用最廣泛、用量最大的抗氧劑.目前,國內(nèi)外關(guān)于酚類抗氧劑的研制和開發(fā)仍是高分子科學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn). 樹枝狀大分子是近十幾年來發(fā)展起來的一類具有全新化學(xué)結(jié)構(gòu)的聚合物,具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu),其表面基團(tuán)可以進(jìn)行功能基轉(zhuǎn)化

2、,并且可在分子水平上設(shè)計(jì)分子的大小、形狀和結(jié)構(gòu),通過對(duì)端基官能團(tuán)的表面修飾改性,可獲得具有新功能的樹枝狀高分子.本文采用發(fā)散合成法,分別以乙二胺和己二胺為核心合成了1.0G樹枝狀大分子骨架.乙二胺為核1.0G樹枝狀大分子合成條件為:反應(yīng)物摩爾比32:1、反應(yīng)溫度為25℃、反應(yīng)時(shí)間24h,在此條件下得到乙二胺為核的1.0G樹枝狀大分子的產(chǎn)率為99.9﹪.合成了己二胺為核的1.0G樹枝狀大分子,并對(duì)其反應(yīng)條件進(jìn)行了探索和優(yōu)化,考察了反應(yīng)溫度

3、、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物摩爾比對(duì)反應(yīng)產(chǎn)率的影響. 得出最佳反應(yīng)條件為:反應(yīng)溫度為50℃、反應(yīng)時(shí)間24h、反應(yīng)物摩爾比為6:1.在此條件下以己二胺為核的1.0G樹枝狀大分子的產(chǎn)率為69.94﹪.提出了一種新的樹枝狀大分子末端基轉(zhuǎn)化方法,以3,5-甲酯為原料,通過水解反應(yīng)和鹵化置換反應(yīng),合成了具有抗氧化功能基團(tuán)的中間體3,5-丙酰氯,通過分子設(shè)計(jì)將3,5-丙酰氯分別接枝到乙二胺和己二胺為核的1.0G樹枝狀大分子骨架上,得到了星型抗氧劑A和

4、星型抗氧劑B,重點(diǎn)對(duì)星型抗氧劑A接枝反應(yīng)條件進(jìn)行了探索和優(yōu)化.考察了溶劑、縛酸劑、反應(yīng)溫度、反應(yīng)原料配比、反應(yīng)時(shí)間對(duì)反應(yīng)產(chǎn)率的影響,得出最佳反應(yīng)條件為:以三氯甲烷作溶劑,三乙胺作縛酸劑,原料配比為8:1,采用兩段控溫,在冰水浴下滴加1.0G,在30℃下恒溫反應(yīng)12h,在此條件下產(chǎn)品的產(chǎn)率為67.6﹪.參考上述條件初步合成了星型抗氧劑B,產(chǎn)率為60.12﹪.最后通過元素分析和紅外光譜分析對(duì)合成的兩種星型抗氧劑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,初步證明了合

5、成產(chǎn)品的分子結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)分子的結(jié)構(gòu)基本相符.另外,對(duì)這兩種抗氧劑分別進(jìn)行了抗氧化性能評(píng)價(jià),以LLDPE(7402)與PP(T30S)作為基體,以抗氧劑1098、1010作為參照物,測試兩種抗氧劑的氧化誘導(dǎo)期(OIT)、熔體流動(dòng)速率(MFR)等性能指標(biāo).結(jié)果表明,兩種星型抗氧劑均具有顯著的抗氧化性能,綜合性能明顯優(yōu)于抗氧劑1010.將星型抗氧劑A與抗氧劑168進(jìn)行復(fù)配應(yīng)用于LLDPE樹脂中,評(píng)價(jià)結(jié)果表明,星型抗氧劑A與抗氧劑168有良好的配