聚氨酯的光穩(wěn)定化聚氨酯（PUR）
發(fā)布日期：2021-07-15 瀏覽：1232次
聚氨酯的光穩(wěn)定化聚氨酯（PUR）是由二異氰酸酯與長鏈二元醇（或多元醇）和短鏈二元醇或二元胺反應(yīng)生成的。長鏈二元醇（構(gòu)成 PUR 的軟鏈段）主要是端羥基的脂肪族聚酯或脂肪族聚醚，典型的聚酯是聚己內(nèi)酯及聚己二酸酯，的聚醚是聚四氫呋喃和聚氧化丙烯。有關(guān)這類
化合物的結(jié)構(gòu)可見 2. 2. 12 節(jié)。PUR 的光穩(wěn)定性在很大程度上取決于其化學(xué)結(jié)構(gòu)，合成 PUR 的兩個(gè)材料，異氰酸酯及多元醇，都對其光穩(wěn)定性有所影響。如果以變黃為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的話，以脂肪族異氰酸酯及聚酯二元醇為基的 PUR 的光穩(wěn)定性；而以芳香族異氰酸酯和聚醚二元醇為基的 PUR 的本質(zhì)光穩(wěn)定性差。但如果采用其他指標(biāo)（如力學(xué)性能）為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，則不一定是上述情況,PUR有許多不同的應(yīng)用范疇，如泡沫塑料、反應(yīng)注射模塑（RIM）制品、徐料、膠黏劑及纖維等。大噸位的 PUR 用作絕緣材料和坐墊，而這類材料是不受日光輻照的，因此無需光穩(wěn)定化。對 PUR，只有一些特殊的用途，如合成革、彈性體、紡織品、鞋底和各種涂料，則光穩(wěn)定化是必要的。PUR 光穩(wěn)定化的主要目的是延緩其發(fā)黃，防止形成微裂紋和力學(xué)性能不致惡化。
對以芳香族異氰酸酯為基的 PUR，發(fā)黃和伸長率下降是評價(jià)老化的重要標(biāo)準(zhǔn)。為使PUR 具有足夠的光穩(wěn)定性，需加人高用量的光穩(wěn)定劑，所以檢驗(yàn)光穩(wěn)定劑與 PUR 配方的相容性，以防光穩(wěn)定劑從終產(chǎn)品中釋出。
有關(guān) PUR 光降解機(jī)理的討論（見 2. 2.12 節(jié)）的是 PUR 光化學(xué)的兩個(gè)方面，即直接吸收紫外輻照生成 Fries 重排產(chǎn)物和光敏化自由基鏈氧化，這指出光穩(wěn)定化 PUR 的兩個(gè)主要方法。個(gè)方法是在 PUR 中加入紫外吸收劑以堿少聚合物的直接紫外吸收，如果不能的話，使引發(fā) Fries 重排的激發(fā)單線態(tài)失活。個(gè)方法是在 PUR 中加人自由基受體，如酚類抗氧劑或 HALS，以氧化鏈。紫外吸收劑 2-(2-羥苯基）苯并三唑在 PUR 中已使用多年了*。
事實(shí)上，除了同時(shí)使用苯并三唑型紫外吸收劑與酚類抗氧劑外，使用單一的 HALS或 HALS 與苯并三唑的混合物，對 PUR 的光穩(wěn)定化都是特別有效的。據(jù)報(bào)道，在 PUR 中加入水楊酸的酯、酰胺和酰肼，能芳香族 PUR 的熒光和光化學(xué)發(fā)費(fèi)[*2。這說明，水楊酸衍生物在 PUR 的熒光猝死作用是由于長范圍的能量傳遞而不是由于能量遷移。由這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得出結(jié)論，PUR中產(chǎn)生 Fries 重排產(chǎn)物的單線態(tài)的被猝滅，很可能是由于典型的紫外吸收劑，如 2-羥基二苯甲酮和 2-羥苯基苯并三唑的作用。表 2.195 所示是穩(wěn)定化聚醚型 PUR 老化時(shí)力學(xué)性能的保留情況。就對 PUR 的光穩(wěn)定作用而言，HALS/UVA-1 系統(tǒng)遠(yuǎn)優(yōu)于 AO-4/UVA-1 系統(tǒng)，后一系統(tǒng)是從前用于 PUR 的.對聚酯型 PUR，情況也與聚醚型 PUR 相同。表 2.196 及表 2.197 的數(shù)據(jù)說明，只有 PUR在玻璃后面曝光時(shí)，單一的低分子量及聚合型 HALS 才具有優(yōu)越性。當(dāng) PUR 在歐洲中部(瑞士 Basel)直曬時(shí)，PUR 的變色比伸長率損失快得多。在熱帶（美國 Florida）直曬時(shí)，PUR 的變色也比伸長率損失略快。但在玻璃后曝光時(shí)，結(jié)果就不同了。
在歐洲中部，PUR的變色與力學(xué)性能的損失幾乎是同步的；而在美國 Florida，對以 HALS 穩(wěn)定的 PUR，其變色遠(yuǎn)落后于伸長率的損失。比較 PUR 在 Florida 和 Basel 損失 50％伸長率及損失 15％透射率所接受的能量，是十分有意義的。前述的表 2. 16 指出，對 PP 而言，在 Basel 接受的人射能量比在 Florida 高得多，而 PUR 則與此相反，在 Florida 接受的人射能量與在 Basel 差不多，或遠(yuǎn)比 Basel 為高。一個(gè)例外情況是直曬時(shí) PUR 伸長率的損失：在Florida 比在 Basel低得多。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明，短波長的紫外光對 PUR 力學(xué)性能的損失有著決定性的影響。
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