Los estabilizadores de luz de amina impedida ( HALS ) son compuestos químicos que contienen un grupo funcional amina que se utilizan como estabilizadores en plásticos y polímeros. [1] Estos compuestos son típicamente derivados de tetrametilpiperidina y se utilizan principalmente para proteger los polímeros de los efectos de la fotooxidación ; a diferencia de otras formas de degradación de polímeros como la ozonólisis . [2] [3] También se utilizan cada vez más como estabilizadores térmicos, [4]particularmente para niveles de calor bajos y moderados, sin embargo, durante el procesamiento de polímeros a alta temperatura (por ejemplo , moldeo por inyección ) siguen siendo menos efectivos que los antioxidantes fenólicos tradicionales. [5]
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Mecanismo de acción
Los HALS no absorben la radiación UV, pero actúan para inhibir la degradación del polímero mediante la eliminación continua y cíclica de los radicales libres producidos por la fotooxidación del polímero. El proceso general a veces se denomina ciclo de Denisov , en honor a Evguenii T. Denisov [6] y es sumamente complejo. [7] En términos generales, los HALS reaccionan con el radical peroxi de polímero inicial (ROO •) y los radicales de polímero de alquilo (R •) formados por la reacción del polímero y el oxígeno, evitando una mayor oxidación de los radicales. Mediante estas reacciones, los HALS se oxidan a sus correspondientes radicales aminoxilo (R 2 NO • cf TEMPO ), sin embargo, pueden volver a su forma amina inicial mediante una serie de reacciones radicales adicionales. La alta eficiencia y longevidad de HALS se deben a este proceso cíclico en el que los HALS se regeneran en lugar de consumirse durante el proceso de estabilización.
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La estructura de los HALS los hace resistentes a reacciones secundarias. El uso de una amina impedida que no posee alfa-hidrógenos evita que HALS se convierta en una especie de nitrona y las piperidinas son resistentes a las reacciones de Cope intramoleculares . [8]
Solicitud
Aunque los HALS son extremadamente efectivos en poliolefinas , polietileno y poliuretano , son ineficaces en cloruro de polivinilo (PVC). Se cree que su capacidad para formar radicales nitroxilo se ve alterada debido a que el HCl liberado por deshidrohalogenación de PVC los protona fácilmente . [ cita requerida ]
Referencias
- ^ Zweifel, Hans; Maier, Ralph D .; Schiller, Michael (2009). Manual de aditivos para plásticos (6ª ed.). Múnich: Hanser. ISBN 978-3-446-40801-2.
- ^ Pieter Gijsman (2010). "Fotoestabilización de materiales poliméricos". En Norman S. Allen (ed.). Fotoquímica y Fotofísica de Materiales Poliméricos Fotoquímica . Hoboken: John Wiley & Sons. págs. 627–679. doi : 10.1002 / 9780470594179.ch17 . ISBN 9780470594179.Mantenimiento de CS1: utiliza el parámetro de autores ( enlace ).
- ^ Klaus Köhler; Peter Simmendinger; Wolfgang Roelle; Wilfried Scholz; Andreas Valet; Mario Slongo (2010). "Pinturas y Recubrimientos, 4. Pigmentos, Diluyentes y Aditivos". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . doi : 10.1002 / 14356007.o18_o03 . ISBN 978-3527306732.
- ^ Gijsman, Pieter (noviembre de 2017). "Una revisión sobre el mecanismo de acción y la aplicabilidad de los estabilizadores de amina impedida". Degradación y estabilidad de polímeros . 145 : 2-10. doi : 10.1016 / j.polymdegradstab.2017.05.012 .
- ^ Gensler, R; Plummer, CJG; Kausch, H.-H; Kramer, E; Pauquet, J.-R; Zweifel, H (febrero de 2000). "Degradación termo-oxidativa del polipropileno isotáctico a altas temperaturas: antioxidantes fenólicos versus HAS". Degradación y estabilidad de polímeros . 67 (2): 195-208. doi : 10.1016 / S0141-3910 (99) 00113-5 .
- ^ Denisov, ET (enero de 1991). "El papel y las reacciones de los radicales nitroxilo en la estabilización de la luz de piperidina obstaculizada". Degradación y estabilidad de polímeros . 34 (1-3): 325-332. doi : 10.1016 / 0141-3910 (91) 90126-C .
- ^ Hodgson, Jennifer L .; Coote, Michelle L. (25 de mayo de 2010). "Aclarar el mecanismo del ciclo de Denisov: ¿Cómo protegen los estabilizadores de luz de amina impedida los recubrimientos poliméricos de la degradación fotooxidativa?". Macromoléculas . 43 (10): 4573–4583. Código Bibliográfico : 2010MaMol..43.4573H . doi : 10.1021 / ma100453d .
- ^ March, Jerry; Smith, Michael B. (16 de enero de 2007). Química orgánica avanzada de marzo: reacciones, mecanismos y estructura (6ª ed.). Wiley-Interscience. pag. 1525. ISBN 978-0-471-72091-1.