The effect of a hindered amine light stabilizer on the aging behavior of moisture-curable polyurethane as a cultural relics consolidant

• Autorzy: Zhao Xing , Wang Liqin , Guo Lang , Ma Yanni , Wang Ziming , Niu Qing

Identyfikatory

DOI

/10.14314/polimery.2020.4.6

Warianty tytułu

PL

Wpływ aminowego stabilizatora światła z zawadą przestrzenną na starzenie utwardzanego wilgocią poliuretanu stosowanego jako konsolidator zabytków

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper aims to study the effect of a hindered amine light stabilizer (HALS 770), on the aging behavior of moisture-curable polyurethane (MCPU). MCPU is specifically developed by ourselves for the reinforcement of fragile organic cultural relics in high-humidity environments, but its aging resistance is insufficient. To improve the aging resistance of MCPU, HALS 770 was used to prepare a modified MCPU (MMCPU). A colorimeter, an infrared spectrometer and a thermal analyzer were used to characterize the color and structure changes of MCPU and MMCPU during aging and to determine their aging kinetics. The results show that the activation energy for the thermal decomposition increased from 91–109 kJ/mol to 135–151 kJ/mol. When the color change is used as the indicator for aging, the lifetime of MMCPU under UV aging is 133% longer than that of MCPU, the lifetime of MMCPU under thermal aging at 293 K is 41.3 times that of MCPU. The addition of HALS 770 to MCPU significantly inhibits the aging behavior.

PL

Zbadano wpływ dodatku aminowego stabilizatora światła z zawadą przestrzenną (HALS 770) na starzenie się poliuretanu utwardzanego w kontakcie z wilgocią (MCPU). MCPU opracowano specjalnie do wzmacniania delikatnych organicznych zabytków kultury w środowiskach o dużej wilgotności, jednak jego odporność na starzenie jest niewystarczająca. W celu zwiększenia odporności na starzenie MCPU modyfikowano (otrzymano MMCPU) dodatkiem aminowego stabilizatora światła z zawadą przestrzenną (HALS 770). Zmiany koloru, przyjęte jako wskaźnik starzenia, i struktury MCPU oraz kinetykę procesu oceniano z wykorzystaniem kolorymetru, spektrometru podczerwieni i analizatora termicznego. Wyniki wskazują, że dodatek HALS 770 w istotnym stopniu hamuje procesy starzenia MCPU – stwierdzono zwiększenie energii aktywacji rozkładu termicznego, z 91–109 kJ/mol MCPU do 135–151 kJ/mol – MMCPU. MMCPU w procesie starzenia UV był o 133% stabilniejszy niż MCPU i 41,3 razy bardziej odporny na starzenie termiczne w 293 K.

Słowa kluczowe

EN

moisture-curable polyurethane; hindered amine light stabilizer HALS 770; consolidant; cultural relics; aging; light stabilizer

PL

poliuretan utwardzany w kontakcie z wilgocią; aminowy stabilizator światła HALS 770; konsolidator; relikty kulturowe; starzenie; stabilizator światła

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2020
• Tom: T. 65, nr 4
• Strony: 297--303
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., rys. kolor.

Twórcy

autor

Zhao Xing

• Northwest University, Key Laboratory of Cultural Heritage Research and Conservation, Ministry of Education, 229 Taibai North Road, Xi’an, Shaanxi Province, P.R. China
• Northwest University, School of Cultural Heritage, 229 Taibai North Road, Xi’an, Shaanxi Province, P.R. China

autor

Wang Liqin

• Northwest University, Key Laboratory of Cultural Heritage Research and Conservation, Ministry of Education, 229 Taibai North Road, Xi’an, Shaanxi Province, P.R. China
• Northwest University, School of Cultural Heritage, 229 Taibai North Road, Xi’an, Shaanxi Province, P.R. China

autor

Guo Lang

• Northwest University, Key Laboratory of Cultural Heritage Research and Conservation, Ministry of Education, 229 Taibai North Road, Xi’an, Shaanxi Province, P.R. China

autor

Ma Yanni

• Northwest University, Key Laboratory of Cultural Heritage Research and Conservation, Ministry of Education, 229 Taibai North Road, Xi’an, Shaanxi Province, P.R. China

autor

Wang Ziming

• Northwest University, School of Cultural Heritage, 229 Taibai North Road, Xi’an, Shaanxi Province, P.R. China

autor

Niu Qing

• Xi’an Cultural Heritage Promotion Centre, 375 East Street, Xi’an, Shaanxi Province, P.R. China

Bibliografia

• [1] Muhcu D., Terzi E., Kartal S., Yoshimura T.: Journal of Forestry Research 2016, 28, 381. http://dx.doi.org/10.1007/s11676-016-0287-1
• [2] France C.A.M., Giaccai J.A., Doney C.R.: American Journal of Physical Anthropology 2015, 157, 330. http://dx.doi.org/10.1002/ajpa.22697
• [3] France C.A.M., Giaccai J.A., Cano N.: Journal of Archaeological Science 2011, 38, 3387. http://dx.doi.org/10.1016/j.jas.2011.07.024
• [4] Xu F., Wang C., Li D. et al.: Progress in Organic Coatings 2015, 81, 58. http://dx.doi.org/10.1016/j.porgcoat.2014.12.017
• [5] Sideridou I., Vouvoudi E., Papadopoulos G.: Journal of Cultural Heritage 2015, 18, 279. http://dx.doi.org/10.1016/j.culher.2015.09.005
• [6] Zhao X., Wang L. Q., Bian S. et al.: Chemical Reagents 2017, 39, 699.
• [7] Hu G., Sun Y., Xie Y. et al.:. ACS Applied Materials and Interfaces 2019, 11, 6634. http://dx.doi.org/10.1021/acsami.8b20138
• [8] Nguyen T.V., Le X.H., Dao P.H. et al.: Progress in Organic Coatings 2018, 124, 137. http://dx.doi.org/10.1016/j.porgcoat.2018.08.013
• [9] Puri A., Kaur A., Raza K. et al.: Journal of Drug Delivery Science and Technology 2017, 37, 1. http://dx.doi.org/10.1016/j.jddst.2016.09.010
• [10] Yang L., Wang L.Q., Huang J.H., Tang L.Q.: Sciences of Conservation and Archaeology 2010, 22, 32.
• [11] Slouf M., Michálková D., Gajdošová V. et al.: Polymer Degradation and Stability 2019, 166, 307. h t t p : //d x . d o i . o r g / 10 .10 16 / j . p o l y m d e g r a d -stab.2019.06.013
• [12] Zhao X., Wang L., Zhao X. et al.: Journal of Adhesion Science and Technology 2018, 32, 2421. http://dx.doi.org/10.1080/01694243.2018.1481494
• [13] Chorobiński M., Skowronski L., Bielinski M.: Polimery 2019, 64, 690. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2019.10.6
• [14] Feller R.L.: “Accelerated aging photochemical and thermal aspects”, Getty Conservation Institute, Los Angeles 1994, p. 5.
• [15] Coats A.W., Redfern J.P.: Nature 1965, 201, 68. http://dx.doi.org/10.1038/201068a0
• [16] Yao F., Wu Q., Lei Y. et al.: Polymer Degradation and Stability 2008, 93, 90. h t t p : //d x . d o i . o r g / 10 .10 16 / j . p o l y m d e g r a d -stab.2007.10.012
• [17] Xu J., Zhang C., Zhou Y. et al.: Advanced Materials Research 2012, 599, 36. http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.599.36Scheme A
• [18] Wang A., Wu L., Sun Y. et al.: Advanced Materials Research 2011, 201-203, 2862. http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.201-203.2862
• [19] Wu L.Z., Wu H., Xu X.D., Yang J.S.: Chemical & Pharmaceutical Bulletin 2011, 59, 1393. http://dx.doi.org/10.1248/cpb.59.1393
• [20] Helaly F., El-Sawy S., Hashem A., Mourad R.: Egyptian Journal of Chemistry 2018, 61, 61. http://dx.doi.org/10.21608/EJCHEM.2018.2121.1170
• [21] Shi L.S., Wang L.Y., Wang Y.N.: European Polymer Journal 2006, 42, 1625. http://dx.doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2006.01.007
• [22] Soliman H., Shattory Y.: Egyptian Journal of Chemistry 2017, 60, 591. http://dx.doi.org/10.21608/EJCHEM.2017.889.1041
• [23] Wang H., Liu Y., Sun B. et al.: Advanced Materials Research 2013, 748, 16. http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.748.16
• [24] Das S., Mohanty S., Nayak S.: Journal of Inorganic and Organometalic Polymer Materials 2017, 27, 641. http://dx.doi.org/10.1007/s10904-017-0506-z
• [25] Zhang Y., Maxted J., Barber A. et al.: Polymer Degradation and Stability 2013, 98, 527. h t t p : //d x . d o i . o r g / 10 .10 16 / j . p o l y m d e g r a d -stab.2012.12.003
• [26] Gupta T., Adhikari B.: Thermochimica Acta 2003, 402, 169. http://dx.doi.org/10.1016/S0040-6031(02)00571-3
• [27] Beachell H.C., Son C.P.N.: Journal of Applied Polymer Science 1963, 7, 2217. http://dx.doi.org/10.1002/app.1963.070070621
• [28] Zhang T., Wang L.: Materials Reports 2014, 28, 104.