论文摘要
分子内复合型抗氧剂是在一个分子内具有两个或多个抗氧基团,通过分子内自身的协同效应发挥抗氧化作用,具有高效、低毒、低污染等优点。分别采用一锅法和两步酯交换法合成了两种新型分子内复合型抗氧剂,即3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰亚磷酸季戊四醇酯(抗氧剂A)和八硬脂基季戊四醇四亚磷酸酯(抗氧剂B)。研究了该类反应的催化剂,考察了加料方式、合成方法、反应溶剂、反应温度、反应时间、催化剂用量、物料配比等因素对反应的影响,通过正交试验确定了抗氧剂A和中间体OPT的最佳工艺条件。通过测定熔点、磷含量和元素分析及红外光谱对产品的结构进行表征。将两种抗氧剂分别应用于HDPE和PP树脂中,通过测定树脂的氧化诱导期、熔体流动速率、断裂伸长率、拉伸强度,综合评价这两种抗氧剂对HDPE、PP的热氧化情况、加工稳定性和拉伸性能的影响。抗氧剂A的最佳合成条件:以0.05mol季戊四醇用量为基准,催化剂为有机锡,用量为0.3g;第二步反应溶剂为二甲苯,用量为40ml;反应温度Ⅰ115℃,反应温度Ⅱ140℃;反应时间Ⅰ1.5h,反应时间Ⅱ4h;物料配比n(季戊四醇):n(亚磷酸三乙酯):n(MPC)为1:1.1:1.10;重结晶溶剂为甲醇。在此条件下产品收率达到93.5%,熔点154℃155.5℃。抗氧剂B的合成为两步法,中间体OPT的最佳合成条件为:以0.05mol季戊四醇用量为基准,催化剂有机锡用量为0.45g;反应温度130℃;反应时间3h;季戊四醇与亚磷酸三乙酯的摩尔比为1:4.3。第二步反应以0.01mol中间体OPT为基准,有机锡用量0.3g;反应温度140℃;反应时间2.5h;中间体OPT与十八碳醇摩尔比为1:8.3。抗氧剂B产品总收率达65%,熔点51.7℃52.9℃。抗氧剂A用于HDPE加工过程中,经测试氧化诱导期(OIT)为4.0min,表明抗氧剂A具有抗氧化性。抗氧剂A能改善HDPE的流动性并对降解起到一定的抑制作用。抗氧剂B用于PP加工过程中,氧化诱导期(OIT)为2.8min,表明抗氧剂B具有一定的抗氧化效果。抗氧剂B能有效地抑制PP树脂在加工过程中因受热和机械剪切力作用而产生的氧化降解,但与预期效果还有一定差距。
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