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光稳定剂

20-04-26

  大多数有机化合物包括塑料在内,在太阳光长期暴晒下会变色、发脆、性能下降,这是在紫外线和氧气作用下所发生的一系列反应的结果,这种光氧老化过程也称为氧化性光降解。光降解所致的明显影响是随聚合物种类不同而异的,例如聚苯乙烯的氧化性光降解会致使产品变黄而聚氯乙烯会发生由黄转红再变黑的过程。发生光化学的变色反应后就伴生表面开裂、脆化而失强,同时在聚合物内积贮极性基因,如酮基、醇基、羟基等而使它的电绝缘性能下降。添加各种光稳定剂就能迟缓此种过程的发生,而达到延长制品使用寿命的目的。
  根据光稳定的原理,在光稳定剂中最好含有下列这几个组分:首先是紫外线吸收剂,它能先于聚合物吸收紫外线的辐射能量,通过它自身原子中电子结构的重排将辐射能转换成热能而耗散于大气,一旦释放出热能,原子又回复到原来状态;二是猝灭剂(能量转移剂),它具有使所放出的热能不致损伤聚合物的功能。它不直接吸收入射的紫外线,只是待聚合物内蓄贮到一定能量时才吸取会致使聚合物降解的过多能量,把这部分能量以热的形式转移到周围大气中;三是自由基捕获剂,它能捕捉由紫外线作用在聚合物中所生成的活性自由基,从而抑制光氧化过程;四是紫外线的屏蔽剂,能减少紫外线对材料的透射作用。所以在提高聚合物的光稳定过程中仅添加紫外线吸收剂,往往是不够的。
  从理论上说,纯净的高聚物是不会吸收紫外线的,只有当聚合物含有某些“杂质”时才会吸收紫外线,并把吸收的能量以热的形式传递给周围的聚合物,促使其分子链断裂而性能变劣。这些“杂质”大多来自聚合时残留的带金属离子的催化剂,聚合过程中的副反应所导致羟基、羧基、氢过氧化物等活性基团以及加工助剂如热稳定刑、抗氧剂、着色剂、填料等所带入的金属离子等。由此可见,在选用光稳定剂时应该注意与其它助剂的协同作用。
  自从三十年代末期开始使用水杨酸苯酯作为纤维素塑料的紫外线吸收剂以来直到五十年代初,光稳定剂才在其它聚合物中获得应用。后来由于聚烯烃塑料的迅速发展,光稳定剂工业的发展步伐也加快了。目前,光稳定剂不论在品种上、数量上都有较大的发展。

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