防老剂综述

橡胶的老化过程属自由基反应,它不仅使橡胶分子链断裂(橡胶软化),也能引起链交联(橡胶硬化)。故防老剂按作用机理分类又分为自由基抑制剂和过氧化物分解剂。
防老剂按化学结构可分为五种:胺类、酚类、杂环类、亚磷酸酯类及其它类;还有一种是物理防老剂,如橡胶防护蜡、微晶蜡等,它们的加入能在橡胶表面形成一层保护膜,隔绝氧和臭氧的侵蚀。
高效、多能、不污染、低毒、价格低廉是防老剂发展的主要方向。
一、胺类防老剂
仲芳胺类抗氧剂具有,能够提供H原子,使活性自由基终止.
Ar2H-H+RO2· → ROOH+Ar2
生成的自由基Ar2N·兼具捕获活性自由基的能力,也可以终止第二个动力学链。
Ar2N·+ROO·→Ar2NOOR
叔胺类化合物,虽然不含—NH反应官能团,但当它和自由基如(RO2·)相遇时由于电子的转移而使自由基终止,因此也具有抗氧性。
(一)二芳基仲胺类防老剂
二芳基仲胺类防老剂有苯基萘胺和取代二苯胺类。
1。苯基萘胺类防老剂具有良好的抗热、抗氧、抗屈挠老化的性能,曾经是橡胶防老剂最基本的品种,后因毒性方面的争议,使用量逐年减少
萘胺类防老剂代表品种是:
防老剂D
防老剂A
现以防老剂D为例说明萘胺类防老剂的合成方法。
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2—萘酚以间接蒸汽加热熔化后,压入80KPa的反应器中。以苯胺盐酸盐作催化剂,其用量
为2-萘酚质量的0.062%.2-萘酚与苯胺的分子比为1:1。07,反应温度250~260℃.待萘酚含量小于0.5%后,将物料排入沉降分离器,并在分离器内以碳酸钠中和。将油层蒸馏,分出苯胺。得到的产品进行干燥、切片、磨粉、包装。
防老剂D是一种通用的橡胶防老剂。对氧、热、屈挠有防护效能,对天候老化也有一定的防护能力。污染性大,因而不适宜于浅制品。主要用于轮胎、胶管、胶带、胶辊、电线、鞋类等,用量0.2~2质量份。防老剂A性能与防老剂D类似,主要用于天然胶、丁苯胶、氯丁胶等。
2。取代二苯胺类化合物具有较好的抗屈挠性,但易于挥发,对位引入烷基后挥发性下降,并且抗屈挠作用显著提高.
代表性防老剂有:防老剂OD、防老剂405、防老剂DFL、防老剂DNPA等.
取代二苯胺类防老剂一般由二苯胺与烯烃的对位烷基化反应合成。
(二)酮胺类防老剂
酮胺类防老剂是指酮与苯胺、对位取代的苯胺或者与二芳基仲胺的缩合产物。酮胺类也是极为重要的防老剂类别,代表性的品种有防老剂RD、防老剂AW、防老剂BLE、防老剂DD等.
现以防老剂AW为例介绍酮胺类防老剂的合成。
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丙酮与对氨基苯乙醚按2:1的摩尔比配料,在苯磺酸催化剂存在下,155~165℃进行缩合反应。反应生产的水与未反应的丙酮进入丙酮蒸发器回收丙酮.反应完毕蒸馏收集169~180℃(96~98。5kPa)馏分得到防老剂AW。
酮胺类防老剂对热、氧、疲劳有显著的防护效果,可用于天然胶及合成橡胶,部分品种也可用于塑料。除防老剂RD和防老剂124外,还具有良好的抗屈挠龟裂性。防老剂AW具有一定的抗臭氧龟裂性,可降低裂纹的生长速度,与对苯二胺防老剂并用呈现协同效应。
(三)对苯二胺类防老剂
对苯二胺类防老剂是指以对苯二胺为母体的一类防老剂.根据对苯二胺母核上相连基团的不同,可将对苯二胺类防老剂分为:
二烷基对苯二胺类—如防老剂288、防老剂4030、防老剂U—5;
二芳基对苯二胺类-如防老剂H、防老剂DNP、防老剂PPD—A、防老剂PPD-B;
烷基芳基对苯二胺类—如防老剂4010、防老剂4010NA、防老剂4020、防老剂4040。
对苯二胺衍生物的防护作用很广,对热、氧、臭氧、机械疲劳、有害金属均有很好的防护作用.正因为如此,对苯二胺类以成长为防老剂家族中最重要的一类。
以下从代表性的防老剂着手,介绍对苯二胺类防老剂的合成及其应用性能。
1。二烷基对苯二胺类
防老剂288系二烷基对苯二胺的代表产品.
其合成反应如下:
防老剂rd
对苯二胺与2—辛醇在骨架镍作催化剂的条件下,于180℃下进行缩合反应.反应完毕,过滤去除催化剂,然后减压蒸馏得到防老剂288。
对苯二胺母体上的烷基还可能通过2—辛酮引入。对苯二胺与2-辛酮在亚铬酸铜作催化剂的条件下,于165~175℃加氢烷基化反应可以得到防老剂288。此反应在加压下进行,氢压为690kPa。防老剂4030通常也是由相应的酮和对苯二胺的加氢烷基化制得的。

本文发布于:2024-09-21 08:43:13,感谢您对本站的认可!

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