新型双功能受阻胺光稳定剂的设计、合成及表征

摘要

受阻胺光稳定剂（HALS）是目前市场占有率最大，使用最为广泛的一类光稳定剂。其中Chimassorb119是一种单体型HALS，具有优秀的耐抽提性和耐迁移性，主要用于聚丙烯、聚乙烯等聚合材料。然而，其合成技术一直被国外所垄断，因此，本文首先以N,N,N’,N’,N”-五甲基二丙烯三胺（PMDPTA）的合成为模板反应，为Chimassorb119的合成提供研究基础。以甲胺、丙烯腈及甲醛等为原料，通过Michael加成反应、催化加氢反应及N-甲基化反应，以52.0％的总收率得到目标产物 PMDPTA，并且使用甲醇作为三步反应的溶剂，有利于溶剂的回收利用。从而，建立了一条绿色、高效的、适宜工业化生产的PMDPTA的合成路线，并对其合成工艺进行了优化。
　　在此基础上，以乙二胺、丙烯腈、三聚氯氰、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶丁胺、甲醛等为原料，先后经Michael加成反应、催化加氢反应、亲核取代反应、N-甲基化反应等成功合成了Chimassorb119，总收率为53.5%。
　　另外，根据目前HALS的发展趋势，利用其与二苯甲酮类紫外线吸收剂的协同效应，本文设计合成了三个双功能受阻胺光稳定剂，其结构经1H NMR，13C NMR和FT-IR进行了确认。以氯乙酰氯，2,4-二羟基二苯甲酮和2,2,6,6-四甲基哌啶胺为原料，经亲核取代反应合成了目标产物2-(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-氨基)乙酸-(4-苯甲酰基-3-羟基)苯酯（TM1）；以丙烯酰氯，2,4-二羟基二苯甲酮和己二胺哌啶为原料，经亲核取代反应和Michael加成反应合成了目标产物3,3'-(己基-1,6-二(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-氨基))二丙酸-二(4-苯甲酰基-3-羟基)苯酯（TM2）；以1,3-二氧环戊-2-酮，2,4-二羟基二苯甲酮，丙烯酸甲酯和2,2,6,6-四甲基哌啶胺为原料，分别经催化脱羧、Michael加成反应和酯交换反应合成了目标产物3-(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-氨基)丙酸-((4-苯甲酰基-3-羟基)-2-苯氧基)乙酯（TM3），并对第三步酯交换反应进行了条件优化。采用荧光紫外灯老化法，对所合成的双功能受阻胺光稳定剂TM1进行了应用性能评价。结果表明其具有较好的抗氧化性和光稳定性，可有效地抑制聚乙烯材料的降解及老化。

目录

声明

第一章 文献综述

1.1高分子材料的光老化

1.2高分子材料的防老化

1.3 光稳定剂的发展现状及趋势

1.4 受阻胺光稳定剂应用性能的影响因素

1.5 受阻胺光稳定剂和紫外线吸收剂的相互作用

1.6 本文工作内容

第二章 N,N,N’,N’,N”-五甲基二丙烯三胺的合成研究

2.1 PMDPTA的合成路线

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

第三章 Chimassorb 119的合成研究

3.1 Chimassorb 119的合成路线

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 小结

第四章 新型双功能受阻胺光稳定剂的合成研究

4.1 实验部分

4.2 受阻胺光稳定剂的应用性能测试

4.3 结果与讨论

4.4 小结

第五章 结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

附录

致谢