1.Anti-hidrolise middelshoofsaaklik daarop gemik om die hidroliseproses van poliësterpolimere te blokkeer.

In toepassings wat polimere bevat wat esterbindings bevat, soos PBT, PET, PLA en poliuretane (TPU, CPU), val watermolekules die ester- of uretaanbindings in die molekulêre ketting geredelik aan onder hoë temperatuur- en humiditeitstoestande. Dit lei tot kettingbreuk en hidrolise, 'n afname in polimeermolekulêre gewig, en gevolglik brosheid, krake en verlies aan werkverrigting. Anti-hidrolise-middels word gebruik om hierdie hidroliseproses teen te werk. Anti-hidrolise-middels word hoofsaaklik in twee kategorieë verdeel: reaktief en fisies. Reaktiewe anti-hidrolise-middels elimineer die inisiasieplekke of produkte van hidrolise deur chemiese reaksies, wat die hoofstroom- en hoogs doeltreffende metode verteenwoordig. Fisiese anti-hidrolise-middels, aan die ander kant, blokkeer of absorbeer vog deur fisiese aksie.

Fisiese hidrolise-inhibeerders neem nie deel aan chemiese reaksies nie, maar voorkom vogpenetrasie deur fisiese middele. Verteenwoordigende tipes sluit in seoliete, kalsiumoksied (CaO), diatomeeënaarde, silane en wasse. Seoliete en kalsiumoksied absorbeer en sluit vog wat deur die polimeer geabsorbeer word tydens verwerking en gebruik in, hoofsaaklik deur hul poreuse struktuur of chemiese reaksies, wat materiale beskerm teen agteruitgang as gevolg van spoorhoeveelhede vog voor verwerking (soos spuitgiet en ekstrusie), en tree hoofsaaklik as "droogmiddel"-eienskappe op. Silane en wasse, aan die ander kant, migreer na die oppervlak van die produk, vorm 'n hidrofobiese versperring, of verleng die vogpenetrasiepad deur gelaagde vulstowwe (soos klei), wat hoofsaaklik die materiaaloppervlak beskerm.

Reaktiewe hidrolise-inhibeerders kan reageer met die karboksielgroepe (-COOH) aan die punte van polimeerkettings of met karboksielgroepe wat tydens hidrolise gegenereer word, wat die outokatalitiese proses van hidrolise onderbreek en sodoende 'n fundamentele stabiliserende effek bereik. Dit sluit hoofsaaklik karbodiïmied-, oksasolien-, epoksi- en asiridienhidrolise-inhibeerders in.

2. Karbodiïmied is die mees voordelige en wyd gebruikte reaktiewe hidrolise-inhibeerder.

Karbodiïmiede is tans die mees gebruikte en effektiewe klas antihidrolise-middels. Hulle reageer met die karboksielgroepe wat deur polimeerhidrolise geproduseer word om stabiele N-asielureum te vorm, waardeur die katalisator vir die hidrolise-reaksie uitgeskakel word en die outokatalitiese siklus onderbreek word. Oksasolienderivate, nog 'n belangrike klas reaktiewe antihidrolise-middels, het 'n oksasolienring as hul reaktiewe funksionele groep. Die oksasolienring kan met beide karboksiel- en hidroksielgroepe reageer om esteramiede of diësters te vorm, wat die polimeer-eite stabiliseer. Epoksie-gefunksionaliseerde polimere benut die hoë reaktiwiteit van die epoksiegroepe om stabilisering te bied. Die epoksiegroepe kan met karboksiel-, hidroksiel- en selfs aminogroepe reageer, waardeur hierdie reaktiewe groepe toegemaak word.

Tabel: Vergelyking van algemene reaktiewe hidrolisebestandhede

Tipes antihidrolise-middels	karbodiïmied	Epoksie funksionele groep polimere	Oksasoliniede
Kernmeganisme	Dit reageer met die karboksielgroepe wat deur hidrolise geproduseer word om stabiele N-asielureum te genereer, wat die outokatalitiese siklus onderbreek.	Die epoksiegroep kan met verskeie groepe soos karboksiel-, hidroksiel- en aminogroepe reageer.	Die oksazolienring kan met karboksiel- en hidroksielgroepe reageer.
Belangrikste voordele	● Uiters hoë weerstand teen hidrolise, met die mees beduidende effek.	●Multifunksionaliteit: Dit kombineer die funksies van kettingverlenging en die herstel van gedegradeerde molekules.	● Bifunksionele reaksie, met 'n wye reeks toepassings
	Die byvoegingshoeveelheid is klein (0.5%-2.0%), met minimale impak op die materiaal se intrinsieke eienskappe.	● Kan smeltsterkte en viskositeit verbeter	● Kan as 'n versoenbaarmaker in sekere stelsels gebruik word.
	● Relatief goeie veiligheid	● Goeie verenigbaarheid met polimere
Belangrikste nadele	● Relatief hoë koste	●As 'n enkele anti-hidrolise-middel is die doeltreffendheid daarvan nie so spesifiek soos dié van karbodiïmied nie.	● Koste is gewoonlik die duurste
	● Teiken hoofsaaklik karboksielgroepe; reageer nie direk met hidroksielgroepe nie.	● Oormatige byvoeging kan lei tot kruisbinding of jelvorming.	● Gebrek aan doeltreffendheidsvoordeel in algemene toepassings
Tipiese toepassings	● Poliëster: PBT, PET, PLA, PBAT	● Plastiekherwinning: Herstel van rPET, ens.	● Poliëster (PET, PBT)
	● Poliuretaan: TPU, SVE (skoensole, slange, ens.)	● Poliamied (Nylon)	●Poliamied
		● Poliësterstelsels wat gelyktydige verdikking benodig	● Polimeerlegering (as 'n versoenbaarmaker)

 

3. Karbodiïmied blokkeer die hidroliseproses deur met karboksielsure te reageer om asielureumstrukture te vorm.

Poliësterpolimere toon swak vogstabiliteit. Onder hoë temperatuur- en humiditeitstoestande reageer die esterbindings in die polimeer met water, wat veroorsaak dat die langkettingstruktuur van die makromolekule breek en terminale karboksielgroepe genereer. Hierdie terminale karboksielgroepe kan H+-ione ioniseer, wat die hidrolise-reaksie met suur verder kataliseer, wat uiteindelik lei tot 'n beduidende vermindering in verskeie materiaaleienskappe en 'n aansienlik verkorte lewensduur. Karbodiïmiedverbindings, wat karbodiïmied (N=C=N) funksionele groepe bevat, kan met die karboksielgroepe wat tydens polimeerhidrolise gegenereer word, reageer om stabiele asielureumstrukture te vorm, wat gelyktydig die karboksielgroepkonsentrasie verminder en verdere hidrolise voorkom. Hulle is van die mees gebruikte anti-hidrolise-middels wat tans beskikbaar is.

Karbodiïmied-antihidrolise-middels is uiteenlopend en kan breedweg geklassifiseer word in monomeriese en polimeriese tipes. Monomeriese karbodiïmiedverbindings bevat slegs een karbodiïmiedfunksionele groep en is kleinmolekulêre verbindings. Polimeriese karbodiïmiedverbindings bevat tipies twee of meer karbodiïmiedfunksionele groepe, het 'n relatief hoë molekulêre gewig en behoort aan die langketting-polimeerstruktuurtipe.

Monomeriese karbodiïmiedantihidrolise-middelsis heldergeel tot bruin vloeistowwe of kristalle by kamertemperatuur. Hulle is oplosbaar in organiese oplosmiddels, maar onoplosbaar in water, en het voordele soos hoë suiwerheid, eenvoudige voorbereiding en hoë reaktiwiteit. 2,6-Diisopropielfeniel)karbodiïmied is die mees algemeen gebruikte kommersieel beskikbare monomeriese karbodiïmied-antihidrolise-middel.

 

Polimeriese karbodiïmiede is geel tot bruin poeiers of viskose vloeistowwe by kamertemperatuur, met 'n relatiewe molekulêre massa wat gewoonlik groter as 1000 is, terwyl die relatiewe molekulêre massa van oligomere beheer word teen ongeveer 2000. Polimeriese karbodiïmiede word tipies verkry deur diisosianaatmonomere, katalisators, oplosmiddels en eindkapmiddels by geskikte temperature te laat reageer. Eers ondergaan die diisosianaatmonomere 'n kondensasiereaksie onder 'n katalisator om 'n prepolimeer te verkry wat veelvuldige karbodiïmiedgroepe en isosianaat-eindgroepe bevat. Dan reageer die isosianaatgroepe met aktiewe waterstof van die eindkapmiddel om polikarbodiïmiede te verkry. Tipiese polikarbodiïmiede word verkry deur 2,4,6-triisopropielfeniel-1,5-diisosianaat te kondenseer en eindkap met 2,6-diisopropielfenielmonoisosianaat.

 

4. Tipiese toepassingsgebiede van karbodiïmied

PET, as die mees algemene poliëstermateriaal, beskik oor uitstekende meganiese eienskappe, dimensionele stabiliteit, chemiese weerstand en optiese eienskappe, en word wyd gebruik in landbou, nywerheid, konstruksie, mediese en motorvoertuigvelde. PET word vervaardig deur die polikondensasie van PTA en etileenglikol; die esterbindings is hoogs vatbaar vir hidrolitiese afbraak, wat lei tot 'n afname in polimeerviskositeit en ernstige prestasieverswakking. PET-hidrolise beperk die toepassing van sy stroomafprodukte in hoëtemperatuur-, vogtige of buitelugomgewings. Verwante navorsing het bevind dat die inkorporering van monomeriese anti-hidrolise-middels in PET-meestermengsel om filmmonsters voor te berei, die hittebestandheid, voghitteveroudering en verlenging by breek van die filmprodukte verbeter. Aromatiese karbodiïmied toon besonder goeie hidroliseprestasie.

Poliuretaan-sintese maak gebruik van 'n wye verskeidenheid monomere, maak beheerde reaksies moontlik en bied voordele soos hoë sterkte, skuurweerstand, goeie temperatuurweerstand en gemak van verwerking. Dit word wyd gebruik in kleefmiddels, bedekkings, elastomere, skuimplastiek en sintetiese vesels. Poliëster-tipe poliuretaan word voorberei uit oligomeriese poliësterpoliole, wat baie esterbindings in hul molekulêre kettings bevat, wat lei tot swak hidroliseweerstand. Karbodiïmied-antihidrolise-middels het minimale nadelige effekte op poliuretaan-sintese en kan tydens die sinteseproses by die poliësterpoliol gevoeg word. Verder bevat polimeriese karbodiïmiede wat deur isosianaatkondensasie voorberei word -N=C=O-eindgroepe, wat hulle in staat stel om deel te neem aan die reaksie om hidrolise-bestande poliuretaan voor te berei. Daarbenewens kan karbodiïmiede tydens poliuretaanvermenging bygevoeg word. Verwante studies het getoon dat die byvoeging van karbodiïmiede die aanvanklike suurwaarde van die poliësterpoliol kan verlaag, poliësterhidrolise kan inhibeer en die hidroliseweerstand van TPU effektief kan verbeter.

Polyester-gebaseerde bioafbreekbare polimere soos PBAT, PLA en poliglikoliese suur (PGA) beskik oor goeie bioversoenbaarheid, bioafbreekbaarheid, veiligheid, nie-toksisiteit en goeie fisiese en meganiese eienskappe, wat groot belofte toon in mediese toestelle, verpakkingsmateriaal en landbou. Hierdie bioafbreekbare materiale ly egter almal aan swak hidrolitiese en termiese stabiliteit, wat maklik afbreek tydens verwerking, berging en gebruik, wat lei tot prestasie-afname en nie hul verwagte lewensduur bereik nie. Karbodiïmied kan 'n afdekkingsreaksie met die terminale karboksielgroepe in die molekulêre kettings van PBAT, PLA en PGA ondergaan om 'n relatief stabiele asielureumstruktuur te genereer, wat gelyktydig hidrolise inhibeer en termiese stabiliteit verbeter.

Karbodiïmied-gemodifiseerde MDI (ook bekend as vloeibare MDI) is een van die hoof gemodifiseerde produkte van difenielmetaan-diisosianaat (MDI). Dit word vervaardig deur die kondensasiereaksie van MDI onder die werking van 'n katalisator om karbodiïmiedgroepe te genereer. Karbodiïmied-gemodifiseerde MDI word gekenmerk deur vloeibaar te wees by kamertemperatuur, maklik om te berg en 'n lang rakleeftyd te hê. Terselfdertyd kan dit die hidrolisebestandheid van poliuretaanmateriale aansienlik verbeter.

As jy meer anti-hidrolise-middelprodukte wil weet, voel vry omkontak ons.