1.Anti-Hydrolyse-Agentenzielt haaptsächlech drop of, den Hydrolyseprozess vu Polyesterpolymeren ze blockéieren.

An Uwendungen mat Polymeren mat Esterbindungen, wéi PBT, PET, PLA a Polyurethanen (TPU, CPU), attackéiere Waassermoleküle liicht d'Ester- oder Urethanbindungen an der Molekülkette ënner héijen Temperaturen a Fiichtegkeetsbedingungen. Dëst féiert zu Kettenbroch an Hydrolyse, enger Ofsenkung vum Polymermolekulargewiicht a folglech zu Bréchegkeet, Rëssbildung a Leeschtungsverloscht. Anti-Hydrolysemëttel gi benotzt fir dësem Hydrolyseprozess entgéintzewierken. Anti-Hydrolysemëttel ginn haaptsächlech an zwou Kategorien opgedeelt: reaktiv a physikalesch. Reaktiv Anti-Hydrolysemëttel eliminéieren d'Initiatiounsplazen oder d'Produkter vun der Hydrolyse duerch chemesch Reaktiounen, wat déi allgemeng a ganz effizient Method duerstellt. Physikalesch Anti-Hydrolysemëttel blockéieren oder absorbéieren dogéint Fiichtegkeet duerch physikalesch Handlung.

Physikalesch Hydrolysehemmer bedeelegen sech net u chemesche Reaktiounen, mä verhënneren d'Penetratioun vu Feuchtigkeit duerch physikalesch Mëttelen. Representativ Typen enthalen Zeoliten, Kalziumoxid (CaO), Diatoméenäerd, Silanen a Wachser. Zeoliten a Kalziumoxid absorbéieren a spären duerch hir poréis Struktur oder chemesch Reaktiounen d'Fiichtegkeet, déi vum Polymer während der Veraarbechtung an dem Gebrauch absorbéiert gëtt, a schützen haaptsächlech d'Materialien virun der Degradatioun duerch Spuermengen u Feuchtigkeit virun der Veraarbechtung (wéi Sprëtzguss an Extrusioun), a wierken am Fong als "Trocknungsmëttel". Silanen a Wachser migréieren dogéint op d'Uewerfläch vum Produkt, bilden eng hydrophob Barrière oder verlängeren de Wee vun der Feuchtigkeitpenetratioun duerch geschichtete Fëllstoffer (wéi Lehm), a schützen haaptsächlech d'Materialuewerfläch.

Reaktiv Hydrolyseinhibitoren kënne mat de Carboxylgruppen (-COOH) un den Enden vu Polymerketten oder mat Carboxylgruppen, déi während der Hydrolyse generéiert ginn, reagéieren, wouduerch den autokatalytesche Prozess vun der Hydrolyse ënnerbrach gëtt an doduerch e fundamentale stabiliséierende Effekt erreecht gëtt. Dozou gehéieren haaptsächlech Carbodiimid-, Oxazolin-, Epoxy- an Aziridin-Hydrolyseinhibitoren.

2. Carbodiimid ass den avantagéisten an wäit verbreeten reaktiven Hydrolyseinhibitor.

Carbodiimide sinn de Moment déi am wäitesten verbreet an effektivst Klass vun Antihydrolysemëttelen. Si reagéiere mat de Carboxylgruppen, déi duerch Polymerhydrolyse produzéiert ginn, fir e stabilt N-Acylureum ze bilden, wouduerch de Katalysator fir d'Hydrolysereaktioun eliminéiert gëtt an den autokatalytesche Zyklus ënnerbrach gëtt. Oxazolin-Derivater, eng aner wichteg Klass vu reaktiven Antihydrolysemëttelen, hunn en Oxazolinring als hir reaktiv funktionell Grupp. Den Oxazolinring kann souwuel mat Carboxyl- wéi och mat Hydroxylgruppen reagéieren, fir Esteramiden oder Diester ze bilden, wouduerch d'Polymerenn stabiliséiert ginn. Epoxy-funktionaliséiert Polymere benotzen déi héich Reaktivitéit vun den Epoxygruppen, fir eng Stabiliséierung ze garantéieren. D'Epoxygruppen kënne mat Carboxyl-, Hydroxyl- a souguer Aminogruppen reagéieren, wouduerch dës reaktiv Gruppen zougemaach ginn.

Tabelle: Vergläich vun übleche Reaktivhydrolyseresistenten

Aarte vun Antihydrolysemëttelen	Carbodiimid	Epoxy-funktionell Grupppolymeren	Oxazoliniden
Kärmechanismus	Et reagéiert mat de Carboxylgruppen, déi duerch Hydrolyse produzéiert ginn, fir e stabilt N-Acylureum ze generéieren, wouduerch den autokatalytesche Zyklus ënnerbrach gëtt.	Seng Epoxygrupp kann mat verschiddene Gruppen, wéi Carboxyl-, Hydroxyl- an Aminogruppen, reagéieren.	Säin Oxazolinring kann mat Carboxyl- a Hydroxylgruppen reagéieren.
Haaptvirdeeler	●Extrem héich Resistenz géint Hydrolyse, mat dem bedeitendsten Effekt.	●Multifunktionalitéit: Et kombinéiert d'Funktioune vun der Kettenverlängerung an der Reparatur vun degradéierte Molekülen.	● Bifunktionell Reaktioun, mat engem breede Spektrum vun Uwendungen
	D'Zousätzlech Quantitéit ass kleng (0,5%-2,0%), mat minimalem Impakt op déi intrinsesch Eegeschafte vum Material.	●Kann d'Schmelzstäerkt an d'Viskositéit verbesseren	● Kann als Kompatibilitéitsmëttel a bestëmmte Systemer benotzt ginn.
	● Relativ gutt Sécherheet	● Gutt Kompatibilitéit mat Polymeren
Haaptnodeeler	● Relativ héich Käschten	●Als eenzegt Antihydrolysemëttel ass seng Effizienz net sou spezifesch wéi déi vu Carbodiimid.	● D'Käschte si meeschtens am deiersten
	● Zil haaptsächlech op Carboxylgruppen; reagéiert net direkt mat Hydroxylgruppen.	● Ze vill Zousätz kann zu Vernetzung oder Gelierung féieren.	● Keng Effizienzvirdeeler bei allgemengen Uwendungen
Typesch Uwendungen	● Polyester: PBT, PET, PLA, PBAT	● Plastikrecycling: Reparatur vu rPET, etc.	● Polyester (PET, PBT)
	● Polyurethan: TPU, CPU (Schongsohlen, Schläich, etc.)	● Polyamid (Nylon)	●Polyamid
		● Polyestersystemer, déi gläichzäiteg Verdickung erfuerderen	● Polymerlegierung (als Kompatibilisator)

 

3. Carbodiimid blockéiert den Hydrolyseprozess andeems et mat Carboxylsäuren reagéiert fir Acylharnstoffstrukturen ze bilden.

Polyesterpolymere weisen eng schlecht Fiichtegkeetsstabilitéit op. Ënner héijen Temperaturen a Fiichtegkeetsbedingungen reagéieren d'Esterbindungen am Polymer mat Waasser, wouduerch d'Laangkettestruktur vum Makromolekül gebrach gëtt an terminal Carboxylgruppen entstinn. Dës terminal Carboxylgruppen kënnen H+ Ionen ioniséieren, wat d'Hydrolysereaktioun mat Säure weider katalyséiert, wat schlussendlech zu enger bedeitender Reduktioun vun de verschiddene Materialeegeschafte an enger staark verkierzter Liewensdauer féiert. Carbodiimidverbindungen, déi funktionell Carbodiimid (N=C=N) Gruppen enthalen, kënne mat de Carboxylgruppen, déi während der Polymerhydrolyse entstinn, reagéieren fir stabil Acylharnstoffstrukturen ze bilden, wouduerch gläichzäiteg d'Carboxylgruppekonzentratioun reduzéiert gëtt an eng weider Hydrolyse verhënnert gëtt. Si gehéieren zu de meescht benotzten Antihydrolysemëttelen, déi de Moment verfügbar sinn.

Carbodiimid-Antihydrolysemëttel si villfälteg a kënne breed a monomer an polymer Typen agedeelt ginn. Monomer Carbodiimidverbindungen enthalen nëmmen eng funktionell Carbodiimidgrupp a si klengmolekülverbindungen. Polymer Carbodiimidverbindungen enthalen typescherweis zwou oder méi funktionell Carbodiimidgruppen, hunn e relativ héicht Molekulargewiicht a gehéieren zum laangketteg Polymerstrukturtyp.

Monomerescht CarbodiimidAntihydrolysemëttelSinn hellgiel bis brong Flëssegkeeten oder Kristaller bei Raumtemperatur. Si sinn an organesche Léisungsmëttelen léislech, awer net léislech a Waasser, an hunn Virdeeler wéi héich Rengheet, einfach Virbereedung an héich Reaktivitéit. 2,6-Diisopropylphenyl)carbodiimid ass dat am meeschte verbreet kommerziell verfügbart monomert Carbodiimid-Antihydrolysemëttel.

 

Polymeresch Carbodiimide si giel bis brong Pulver oder viskos Flëssegkeeten bei Raumtemperatur, mat enger relativer Molekularmass, déi allgemeng méi grouss ass wéi 1000, während déi relativ Molekularmass vun Oligomeren op ongeféier 2000 kontrolléiert gëtt. Polymeresch Carbodiimide ginn typescherweis duerch d'Reaktioun vun Diisocyanatmonomeren, Katalysatoren, Léisungsmëttelen an End-Capping-Agenten bei passenden Temperaturen gewonnen. Als éischt ginn d'Diisocyanatmonomeren enger Kondensatiounsreaktioun ënner engem Katalysator duerchgefouert, fir e Prepolymer ze kréien, deen verschidde Carbodiimidgruppen an Isocyanat-Endgruppen enthält. Dann reagéieren d'Isocyanatgruppen mat aktivem Waasserstoff vum End-Capping-Agent, fir Polycarbodiimide ze kréien. Typesch Polycarbodiimide ginn duerch d'Kondensatioun vun 2,4,6-Triisopropylphenyl-1,5-Diisocyanat an d'End-Capping mat 2,6-Diisopropylphenylmonoisocyanat gewonnen.

 

4. Typesch Uwendungsberäicher vu Carbodiimid

PET, als dat heefegst Polyestermaterial, huet exzellent mechanesch Eegeschaften, Dimensiounsstabilitéit, chemesch Resistenz an optesch Eegeschaften a gëtt wäit verbreet an der Landwirtschaft, der Industrie, dem Bau, der Medizin an dem Automobilberäich agesat. PET gëtt duerch d'Polykondensatioun vu PTA an Ethylenglykol produzéiert; d'Esterbindunge si ganz ufälleg fir hydrolytesch Degradatioun, wat zu enger Ofsenkung vun der Polymerviskositéit an enger staarker Leeschtungsverschlechterung féiert. D'PET-Hydrolyse limitéiert d'Uwendung vu senge Downstream-Produkter an héijen Temperaturen, fiichte Ëmfeld oder Outdoor-Ëmfeld. Zesummenhängend Fuerschung huet festgestallt, datt d'Integratioun vu monomeren Anti-Hydrolyse-Agenten an de PET-Masterbatch fir d'Virbereedung vu Filmprouwen d'Hëtztbeständegkeet, d'Fiichtegkeetshëtztaltung an d'Brochdehnung vun de Filmprodukter verbessert. Aromatescht Carbodiimid weist besonnesch gutt Hydrolyse-Leeschtung.

D'Polyurethansynthese benotzt eng grouss Varietéit vu Monomeren, erméiglecht kontrolléiert Reaktiounen a bitt Virdeeler wéi héich Festigkeit, Abrasiounsbeständegkeet, gutt Temperaturbeständegkeet a liicht Veraarbechtung. Et gëtt wäit verbreet a Klebstoffer, Beschichtungen, Elastomeren, geschäumte Plastik a synthetesche Faseren agesat. Polyurethan vum Polyester-Typ gëtt aus oligomere Polyesterpolyolen hiergestallt, déi vill Esterbindungen an hire molekulare Ketten enthalen, wat zu enger schlechter Hydrolysebeständegkeet féiert. Carbodiimid-Antihydrolysemëttel hunn minimal negativ Auswierkungen op d'Polyurethansynthese a kënnen dem Polyesterpolyol während dem Syntheseprozess bäigefüügt ginn. Ausserdeem enthalen polymer Carbodiimiden, déi duerch Isocyanatkondensatioun hiergestallt ginn, -N=C=O-Endgruppen, wat et hinnen erméiglecht, un der Reaktioun deelzehuelen, fir hydrolysebeständegt Polyurethan ze preparéieren. Zousätzlech kënnen Carbodiimiden während dem Polyurethanmëschen bäigefüügt ginn. Verwandt Studien hunn gewisen, datt d'Zousätzlech vu Carbodiimiden den initialen Säurewäert vum Polyesterpolyol senke kann, d'Polyesterhydrolyse hemme kann an d'Hydrolysebeständegkeet vun TPU effektiv verbesseren kann.

Biologesch ofbaubar Polymeren op Polyesterbasis, wéi PBAT, PLA a Polyglykolsäure (PGA), hunn eng gutt Biokompatibilitéit, Biologesch ofbaubarkeet, Sécherheet, Net-Toxizitéit a gutt physikalesch a mechanesch Eegeschaften, wat e grousst Potenzial fir medizinesch Apparater, Verpackungsmaterialien an der Landwirtschaft weist. Wéi och ëmmer, dës biologesch ofbaubar Materialien leiden all ënner enger schlechter hydrolytescher a thermescher Stabilitéit, si gi liicht während der Veraarbechtung, der Lagerung an dem Gebrauch ofgebaut, wat zu enger Leeschtungsverschlechterung féiert an hir erwaart Liewensdauer net erreecht. Carbodiimid kann eng Capping-Reaktioun mat den terminalen Carboxylgruppen an de molekulare Ketten vu PBAT, PLA a PGA duerchmaachen, fir eng relativ stabil Acylharnstoffstruktur ze generéieren, déi gläichzäiteg d'Hydrolyse hemmt an d'thermesch Stabilitéit verbessert.

Carbodiimid-modifizéierten MDI (och bekannt als flëssegt MDI) ass ee vun den Haaptmodifizéierte Produkter vum Diphenylmethandiisocyanat (MDI). Et gëtt duerch d'Kondensatiounsreaktioun vum MDI ënner der Aktioun vun engem Katalysator produzéiert fir Carbodiimidgruppen ze generéieren. Carbodiimid-modifizéierten MDI zeechent sech doduerch aus, datt et bei Raumtemperatur flësseg ass, einfach ze späicheren ass an eng laang Haltbarkeet huet. Gläichzäiteg kann et d'Hydrolysebeständegkeet vu Polyurethanmaterialien däitlech verbesseren.

Wann Dir méi Anti-Hydrolyse-Produkter wësse wëllt, da kontaktéiert eis w.e.g.kontaktéiert eis.