N-isopropyl-n'-phényl-1,4-phénylènediamine, également connu sous le nom d'antioxydant 4010NA, est un granulaire rouge clair à rouge violet, brun, de formule moléculaire C15H18N2 et CAS 101-72-4. Soluble dans l'huile, l'acétone, le benzène, le tétrachlorure de carbone, le disulfure de carbone et l'éthanol, insoluble dans l'essence, insoluble dans l'eau, décoloré lorsqu'il est exposé à l'air et au soleil, avec une faible toxicité. L'excellent antioxydant universel pour le caoutchouc naturel, le caoutchouc synthétique et le latex a un excellent effet protecteur contre le vieillissement dû à l'ozone et à la fatigue.
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Formule chimique |
C15H18N2 |
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Masse exacte |
226 |
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Poids moléculaire |
226 |
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m/z |
226 (100.0%), 227 (16.2%), 228 (1.2%) |
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Analyse élémentaire |
C, 79.61; H, 8.02; N, 12.38 |
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Point de fusion 72-76 degrés C, Point d'ébullition 161 degrés C, Densité 1,17 g/cm3, Indice de réfraction 1,5000 (estimation), Point d'éclair 161 degrés C/1 mm, Conditions de stockage -20 degrés C, Coefficient d'acidité (PKA) 6,76 ± 0,32 (prédit), Solubilité dans l'eau<0.1 g/100 ml at 18 º C, Air sensitive, Stable Combustible. Incompatible with strong oxidizing agents., Hazard description h302-h317-h400-h410, Precautions p262-p273-p280g-p501a, Dangerous goods sign Xi, N, xn, Hazard category code 36/37/38-50/53-43-22, Safety instructions 26-36-61-60-37-2, Dangerous goods transport No. 3077, RTECS No. st2650000, Hazard Note Irritant, TSCA Yes, HazardClass 9, PackingGroup III, Toxicity LD50 oral in rat: 720mg/kg.
N-Isopropyl-N'-phényl-1,4-phénylènediamineest l’un des antioxydants du caoutchouc importants, largement utilisé dans l’industrie du caoutchouc. L'antioxydant 4010NA a été synthétisé avec du platine supporté sur du charbon actif comme catalyseur. L'influence du processus de préparation du catalyseur sur son effet catalytique et les conditions du processus de synthèse ont été étudiées. De plus, le catalyseur supporté sur le carbone mésoporeux CMK-3 a été comparé au catalyseur au carbone platine. Dans l'étude de l'influence du processus de préparation du catalyseur au platine supporté sur charbon actif, il est considéré que le charbon actif avec une distribution granulométrique modérée, une surface spécifique élevée, une teneur élevée en micropores et mésopores et des groupes fonctionnels acides de surface riches est le meilleur support : le prétraitement du charbon porteur avec 20 % d'acide nitrique peut garantir la surface spécifique et la structure des pores appropriées et obtenir en même temps de riches groupes fonctionnels acides contenant de l'oxygène ; Le catalyseur avec une dispersion métallique élevée et une bonne activité peut être obtenu lorsque la quantité de platine chargée est de 3 %.
L'agent anti-âge-caoutchouc 4010NA (nom chimique : N-isopropyl-N '- phényl-phénylènediamine, numéro CAS : 101-72-4) est un agent anti-âge amine largement utilisé dans l'industrie du caoutchouc. Avec son excellente résistance à l’ozone, à l’oxydation thermique, à la fissuration par flexion et au photovieillissement, il est devenu un additif protecteur indispensable dans les produits en caoutchouc naturel, en caoutchouc synthétique et en latex. Ce qui suit explique systématiquement son objectif à partir de quatre dimensions : fonctions de protection essentielles, domaines d'application, effets synergiques et adaptabilité particulière à l'environnement.
1. Anti-vieillissement de l’ozone
L'ozone est la principale cause de fissuration des produits en caoutchouc soumis à des contraintes dynamiques.. 4010NA réagit avec les molécules d'ozone pour former des liaisons chimiques stables, bloquant l'attaque de l'ozone sur les chaînes moléculaires du caoutchouc et prolongeant considérablement la durée de vie des produits en extérieur ou dans des environnements à forte teneur en ozone. Par exemple, pendant la conduite, les pneus des voitures génèrent de l’ozone en raison du frottement avec le sol. L'ajout de 4010NA peut améliorer de 3 à 5 fois les performances anti-fissuration à l'ozone du flanc du pneu, réduisant ainsi le risque d'éclatement des pneus.
2. Résistance au vieillissement oxydatif thermique
Dans des conditions de température élevée, les chaînes moléculaires du caoutchouc sont sujettes à la fracture oxydative, ce qui entraîne une dureté accrue et une perte d'élasticité.. 4010NA capture les radicaux libres, inhibe les réactions oxydatives en chaîne et retarde la dégradation thermique du caoutchouc.
Dans la couche isolante des câbles, le 4010NA peut prolonger la durée de vie du vieillissement thermique des matériaux à 100 degrés jusqu'à plus de 2 ans, dépassant de loin les produits similaires sans agents anti-vieillissement ajoutés.
3. Fissuration anti-flexion
Des flexions ou des vibrations répétées peuvent provoquer des microfissures (fissures par flexion) sur la surface du caoutchouc.. 4010NA réduit le taux de propagation des fissures en améliorant les forces intermoléculaires. Les données expérimentales montrent que l'ajout de 4010NA aux produits en caoutchouc peut augmenter leur durée de vie en flexion de plus de 10 fois lors des tests de contrainte dynamique, ce qui les rend adaptés aux pièces mobiles à haute fréquence-telles que les amortisseurs et les joints.
4. Anti-photovieillissement
L'irradiation UV peut provoquer une photodégradation des chaînes moléculaires du caoutchouc, entraînant une pulvérisation et une décoloration de la surface.. 4010NA inhibe les réactions de photooxydation en absorbant l'énergie ultraviolette ou en éteignant les molécules à l'état excité. Dans les bandes transporteuses extérieures en caoutchouc, le 4010NA peut contrôler le changement de différence de couleur (Δ E) du matériau sur une période de 3 à 5 ans, tout en maintenant la stabilité de l'apparence.
5. Inhiber le vieillissement catalysé par les ions métalliques
Les ions métalliques tels que le cuivre et le manganèse peuvent accélérer le processus d'oxydation du caoutchouc.. 4010NA réduit son activité catalytique en formant des chélates avec les ions métalliques. Dans les gaines en caoutchouc contenant des fils de cuivre, le 4010NA peut prolonger les performances d'isolation électrique du matériau pendant plus de 10 ans.
Domaine d'application : couvrant toute la scène des produits en caoutchouc à haute contrainte
1. Industrie du pneumatique
Pneus de voitures particulières : en tant que principal agent anti-vieillissement du caoutchouc des flancs, le 4010NA peut résister à une déformation par flexion à haute-fréquence pendant la conduite des pneus, réduisant ainsi l'apparition de fissures sur les flancs. Par exemple, une marque internationale de pneus a augmenté le niveau du test de résistance à l’ozone des flancs du niveau 3 au niveau 1 (norme ASTM D4575) en ajoutant 2 portions de 4010NA à la formule.
Pneus aviation : doivent résister à des températures extrêmes (-55 degrés à 150 degrés) et à des charges élevées (force d'impact au décollage et à l'atterrissage de plusieurs tonnes). La combinaison de 4010NA et de cire microcristalline peut former une double barrière de protection, prolongeant la durée de vie du pneu jusqu'à plus de 3 000 décollages et atterrissages.
Pneus pour machines agricoles : dans des conditions routières difficiles telles que la boue, le sable et le gravier, les performances anti-coupure du 4010NA peuvent réduire les dommages à la bande de roulement et réduire la fréquence de remplacement.
2. Produits industriels en caoutchouc
Bande transporteuse : dans des scénarios-de service intensif tels que les mines et les ports, le 4010NA peut résister à l'usure des matériaux et à l'érosion par l'ozone, prolongeant ainsi la durée de vie de la bande transporteuse de 2 ans à plus de 5 ans.
Tuyau en caoutchouc : Les tuyaux hydrauliques en caoutchouc doivent résister à une pression élevée (jusqu'à 40 MPa) et à une corrosion moyenne. L'ajout de 4010NA peut maintenir un taux de rétention de pression d'éclatement de plus de 90 % pour le tuyau sur une période de 10 ans.
Rouleau en caoutchouc : les rouleaux d'impression en caoutchouc doivent maintenir la douceur de la surface, et les performances anti-salissure du 4010NA peuvent réduire les résidus d'encre et prolonger le cycle de nettoyage.
3. Pièces automobiles
Joints : les températures élevées (jusqu'à 150 degrés) et la corrosion de l'huile dans le compartiment moteur nécessitent que les joints aient une stabilité à long terme-stabilité à long terme. 4010NA peut réduire le taux de déformation permanente par compression des joints en caoutchouc de silicone à moins de 10 %.
Amortisseur : Dans le système de suspension, le 4010NA peut supprimer la fatigue dynamique des bagues en caoutchouc et améliorer la stabilité de la manipulation du véhicule. L'expérience montre que le taux de changement de rigidité du revêtement additionné de 4010NA est inférieur à 5 % après 500 000 kilomètres d'essais.
4. Fils et câbles
Câble haute tension : à des niveaux de tension supérieurs à 220 kV, le 4010NA peut empêcher le vieillissement de la couche isolante par l'ozone provoqué par la décharge corona, garantissant ainsi le fonctionnement sûr du câble.
Câble marin : il doit résister à la corrosion de l’eau de mer et à l’environnement de brouillard salin. La résistance à l'arrachement-résistante à l'eau 4010NA du câble peut maintenir un taux de rétention de résistance d'isolation de plus de 95 % en 5 ans.
5. Electronique grand public
Boutons en caoutchouc : dans les appareils tels que les smartphones et les télécommandes, le 4010NA peut éviter la fatigue des boutons causée par des pressions fréquentes et maintenir une sensation tactile constante.
Earbuds: They need to be in contact with human skin and worn for a long time. The low toxicity (LD50>1000 mg/kg) de 4010NA répond aux exigences du caoutchouc de qualité médicale.
Effet synergique : formule multi-composants aux performances optimisées
1. Utilisé en combinaison avec de la cire microcristalline
La cire microcristalline peut former un film protecteur physique sur la surface du caoutchouc, complétant la protection chimique du 4010NA. Dans la formule des pneus, la combinaison de 4010NA (2 parties) et de cire microcristalline (1 partie) peut augmenter le niveau du test de résistance à l'ozone des flancs du niveau 2 au niveau 0 (norme ASTM D4575), tout en réduisant les coûts de production.
2. Composé avec d'autres agents anti-anti-âge
Combiné avec l'antioxydant RD : le RD (2,2,4-triméthyl-1,2-dihydroquinoléine) résiste bien au vieillissement oxydatif thermique, et le 4010NA résiste bien au vieillissement par l'ozone. La combinaison des deux peut prolonger la durée de vie du vieillissement thermique du caoutchouc à 120 degrés à plus de 3 ans.
Combiné avec l'antioxydant 4020 : 4020 (N - (1,3-diméthylbutyl) - N '- phényl-phénylènediamine) a une résistance à l'ozone similaire à celle du 4010NA, mais une meilleure résistance à la fissuration par flexion. Après mélange, il peut être utilisé pour fabriquer des pneus ultra hautes performances.
3. Collaborer avec les remplisseurs
Combiné avec du noir de carbone : le noir de carbone peut absorber les rayons ultraviolets et, lorsqu'il est combiné aux propriétés anti-vieillissement du 4010NA, augmente de plus de deux la résistance aux intempéries des produits en caoutchouc d'extérieur.
Combinaison avec du noir de carbone blanc : dans les produits en caoutchouc léger, la combinaison du noir de carbone blanc et du 4010NA peut atteindre l'équilibre entre anti-vieillissement et faible pollution, ce qui convient aux produits en silicone de qualité médicale.
1. Zones à haute température et pluvieuses
Dans des environnements à haute température et humidité élevée tels que l'Asie du Sud-Est et les forêts tropicales humides, la résistance à l'extraction d'eau du 4010NA (solubilité<0.1g/100mL water) can prevent the loss of anti-aging agents and ensure the long-term stability of rubber products in humid environments. For example, in the conveyor belt of rubber plantations in Malaysia, 4010NA can extend the service life of materials to over 8 years during the rainy season.
2. Régions extrêmement froides
Dans les environnements à basse température-tels que la Sibérie et l'Arctique (en dessous de -50 degrés), le 4010NA peut empêcher la fragilisation du caoutchouc.
Les données expérimentales montrent que le taux de rétention de l'élasticité aux chocs des produits en caoutchouc additionnés de 4010NA dépasse 80 % à -60 degrés, ce qui les rend adaptés aux équipements de recherche scientifique polaire.
3. Environnement fortement corrosif
Dans des environnements hautement corrosifs tels que les industries chimiques et marines, la stabilité chimique du 4010NA (qui ne réagit pas avec les oxydants puissants) peut résister à l'érosion acide-base. Par exemple, dans les défenses en caoutchouc des plates-formes de forage offshore, le 4010NA peut réduire le taux de corrosion des matériaux dans l'eau de mer à moins de 0,01 mm/an.
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