當(dāng)前位置： 顏料染料品牌 > 精顏化工 > 顏料知識(shí) > 化工助劑知識(shí)

光穩(wěn)定劑的作用及應(yīng)用有哪些？

作者：小曉日期： 2024-11-27 文字大小：大中小

光穩(wěn)定劑的作用及應(yīng)用有哪些？

一、光穩(wěn)定劑的定義和分類

我們都知道，塑料在加工和使用過(guò)程中，受到光、熱、氧化等內(nèi)外因素的影響，導(dǎo)致它會(huì)發(fā)生降解或交聯(lián)，使其性能變差、外觀發(fā)黃，最終失去使用價(jià)值。但發(fā)生老化最主要的原因是這些材料吸收了光能，特別是紫外線，然后產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)和自動(dòng)氧化反應(yīng)，導(dǎo)致光降解，使產(chǎn)品外觀和物理機(jī)械性能變差，這一過(guò)程被稱為無(wú)氧老化或光老化，也稱為光氧化降解或光降解。光穩(wěn)定劑按作用機(jī)理可分為遮光劑、紫外線吸收劑、猝滅劑和自由基捕集基團(tuán)四大類（其中，受阻胺光穩(wěn)定劑是自由基捕集劑中最主要的一種）。若按光穩(wěn)定劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類，其市場(chǎng)份額順序?yàn)槭茏璋贰⒍郊淄⑺畻钏帷⑶杌┧狨サ取?/div>

二、優(yōu)秀光穩(wěn)定劑的必要條件

1.能有效吸收或反射290～400nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的紫外光，或能平滑猝滅被激發(fā)分子的能量，有足夠的捕捉自由基和分解過(guò)氧化氫的能力，即能有效遏制紫外光對(duì)材料光降解的影響，對(duì)材料的光降解以及材料原有的理化性能和加工性能無(wú)不良影響。

2.與目標(biāo)材料相容性好，即加工使用過(guò)程中不噴霜、不滲水。

3.自身穩(wěn)定性好，即在加工使用過(guò)程中熱穩(wěn)定性高，熱揮發(fā)損失少。

4.可見(jiàn)光吸收率低，不顯色，不變色，光穩(wěn)定性好，長(zhǎng)時(shí)間曝曬下也不會(huì)受到損傷。

5.化學(xué)穩(wěn)定性好，不與材料中其他成分及環(huán)境中其他物質(zhì)發(fā)生不良化學(xué)反應(yīng)。

6.不與其他接觸物發(fā)生遷移，尤其是對(duì)食物和藥品。

7.與其他加工助劑有協(xié)同作用，而無(wú)反協(xié)同反應(yīng)，對(duì)材料加工機(jī)械無(wú)腐蝕作用。

8.材料加工、制造和使用過(guò)程中無(wú)毒或低毒，對(duì)人體無(wú)和動(dòng)植物無(wú)害，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，有良好的生物降解性和自然降解性。

9.無(wú)粉塵或低粉塵，使用和測(cè)量方便，價(jià)格低廉，適用范圍廣。

10.易在物料中溶解和分散。

光穩(wěn)定劑作用于許多化合物，但它們可以符合上述要求的商品很少，以上條件只能在選擇光穩(wěn)定劑時(shí)考慮，根據(jù)加工材料的種類和型號(hào)、其他添加劑品種、產(chǎn)品的用途和要求、加工設(shè)備和工藝，綜合權(quán)衡各種光穩(wěn)定劑的優(yōu)劣，最終選擇一種理想的光穩(wěn)定劑，或者兩個(gè)甚至更多小時(shí)的光穩(wěn)定劑搭配使用，從而發(fā)揮不同的優(yōu)勢(shì)，在材料光氧化的不同階段為產(chǎn)品提供多重保護(hù)，使產(chǎn)品的耐光老化壽命成倍的增長(zhǎng)，甚至是幾倍或幾十倍。

三、光穩(wěn)定劑在聚乙烯中的配方

1.配方一：低密度聚乙烯（100），UV-531（0.25），UV-327（-），GW-540（-），光穩(wěn)定劑-2002（0.25），抗氧劑1010（-）

2.配方二：低密度聚乙烯（100），UV-531（-），UV-327（0.2），GW-540（-），光穩(wěn)定劑-2002（0.2），抗氧劑1010（-）

3.配方三：低密度聚乙烯（100），UV-531（-），UV-327（-），GW-540（0.3），光穩(wěn)定劑-2002（-），抗氧劑1010（0.1）

其中按配方一吹塑成型的（0.12+_0.02）mm厚的聚乙烯薄膜，在北京地區(qū)使用，自然曝曬一年，其伸長(zhǎng)殘留率為縱向85.1％，橫向89％，按配方二吹塑成型的（0.12+_0.02）mm厚的聚乙烯薄膜，在北京地區(qū)使用，自然曝曬12個(gè)月，其伸長(zhǎng)殘留率為縱向83％，橫向95％，按配方三吹塑成型的（0.12+_0.02）mm厚的聚乙烯薄膜，在北京地區(qū)使用，自然曝曬12個(gè)月，其伸長(zhǎng)殘留率為縱向64.1％，橫向?yàn)?8.2％。

四、光穩(wěn)定劑聚乙烯中的應(yīng)用

聚乙烯材料對(duì)紫外光的吸收能力較低，理論上不容易產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)，但實(shí)際上在聚合加工過(guò)程中，會(huì)形成少量的氫過(guò)氧化物和結(jié)構(gòu)中含有羰基的雜質(zhì)，并且會(huì)產(chǎn)生老化，而老化對(duì)聚乙烯材料的性能影響還是很大的，因此，提高其耐老化性能至關(guān)重要。聚乙烯樹(shù)脂在陽(yáng)光照射下發(fā)生氧化，屬于自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。為了減緩樹(shù)脂的光氧化，需要加入光穩(wěn)定劑來(lái)阻斷連續(xù)的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。“純”聚乙烯的飽和結(jié)構(gòu)不易吸收波長(zhǎng)大于300nm的紫外線。但由于種種原因，用于聚合、熱加工和戶外使用，使得少量不飽和雙結(jié)構(gòu)、支化點(diǎn)、催化劑殘留等可被氧化的弱點(diǎn)和具有敏化作用的羰基發(fā)色團(tuán)。光吸收紫外光和羰基聲發(fā)色團(tuán)后羰基的氧化衰弱，羰基吸收紫外線后處于電子激發(fā)態(tài)，并向基態(tài)氧分子傳遞能量，生成單重態(tài)氧，單重態(tài)氧與聚乙烯分子中的不飽和鍵反應(yīng)，形成大分子氫過(guò)氧化物，氫過(guò)氧化物吸收紫外線后分解，其分解速度遠(yuǎn)快于其形成速度，產(chǎn)生自催化自由基反應(yīng)過(guò)程，形成大量羰基聚集，吸收紫外線后再次引起分子裂解斷裂，聚乙烯在光降解過(guò)程中也發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。由于氧在聚合物非晶區(qū)的擴(kuò)散速率比晶區(qū)快，紫外線照射聚合物非晶區(qū)時(shí)分子鏈段更容易交聯(lián)，因此當(dāng)聚乙烯薄膜的厚度和結(jié)晶度降低時(shí)，分子鏈的交聯(lián)增加，也就促進(jìn)了非晶區(qū)凝膠的形成。

五、光穩(wěn)定劑在聚丙烯中的應(yīng)用

聚丙烯的光降解是由光和熱的協(xié)同作用引起的，陽(yáng)光中的紫外線具有破壞聚合物化學(xué)鍵或引發(fā)自動(dòng)氧化降解反應(yīng)的能量，從而使聚丙烯分子鏈斷裂，生成自由基或激發(fā)分子，形成氫過(guò)氧化物或羰基化合物或交聯(lián)，隨著羰基含量的增加，聚丙烯更容易發(fā)生光降解。光和氧引起的降解反應(yīng)不僅改變了產(chǎn)品的外觀，還會(huì)使其物理機(jī)械性能變差，最終使其失去使用功能。因此，為了抑制光降解，通常在聚丙烯樹(shù)脂中加入光穩(wěn)定劑。聚丙烯是發(fā)展最快的合成樹(shù)脂品種之一，與其它熱塑性塑料相比，聚丙烯具有良好的物理力學(xué)性能和加工性能，其制品用途更廣，價(jià)格相對(duì)較低。

我們?cè)趹敉馐褂玫木郾┫N材料主要應(yīng)用聚丙烯纖維、聚丙烯裝飾板等工程產(chǎn)品。其中，聚丙烯纖維對(duì)光穩(wěn)定劑的要求最高，滿足聚丙烯纖維要求的光穩(wěn)定劑也能滿足聚丙烯裝飾板等工程產(chǎn)品的要求。為了抑制光降解反應(yīng)的問(wèn)題，我們常在聚丙烯樹(shù)脂中加入光穩(wěn)定劑，如遮光劑、紫外吸收劑、自由基捕集劑等。

在眾多光穩(wěn)定劑中，受阻胺類光穩(wěn)定劑對(duì)聚丙烯的穩(wěn)定化效率最高，尤其是相對(duì)分子質(zhì)量較高的受阻胺類光穩(wěn)定劑對(duì)薄聚丙烯產(chǎn)品的穩(wěn)定化效果最高。二苯甲酮與聚丙烯具有良好的相容性，廣泛應(yīng)用于聚丙烯產(chǎn)品中。在聚丙烯產(chǎn)品中，尤其是大比表面積體積比的產(chǎn)品，如纖維、薄膜等，有機(jī)鎳配合物表現(xiàn)出優(yōu)異的光穩(wěn)定劑效果。一些吸收性光穩(wěn)定劑的有效性隨著產(chǎn)品厚度變薄而大大降低。新型受阻胺類光穩(wěn)定劑在聚丙烯中也有突出的穩(wěn)定化效果，特別是與吸收式光穩(wěn)定劑聯(lián)用時(shí)，效果更佳。在選擇受阻胺光穩(wěn)定劑時(shí)，首先要考慮受阻胺類光穩(wěn)定劑的熱穩(wěn)定性能否滿足聚合物的加工溫度要求。

因此，受阻胺類光穩(wěn)定劑的高分子量和多功能備受業(yè)界關(guān)注，提高受阻胺類光穩(wěn)定劑的熱穩(wěn)定性、與基體樹(shù)脂的相容性、耐遷移性和抗萃取性、降低毒性和揮發(fā)性已成為一個(gè)重要的發(fā)展方向和趨勢(shì)。對(duì)于受阻胺類光穩(wěn)定劑，僅用捕獲自由基的機(jī)理不能完美解釋其作用。它是一種捕集自由基的多功能穩(wěn)定劑，通過(guò)氫過(guò)氧化物的分解、激發(fā)態(tài)分子的猝滅、金屬離子的鈍化等機(jī)制來(lái)達(dá)到聚合物光穩(wěn)定性的目的。

上一篇：近年來(lái)抗氧劑有哪些新動(dòng)向及特點(diǎn)？
下一篇：涂料顏料分散劑的作用及分散過(guò)程原理

【返回上一頁(yè)】

最新產(chǎn)品

熱門(mén)顏料索引號(hào)

顏料知識(shí)

產(chǎn)品列表

已超10000家客戶與精顏合作

全球品牌顏料，一站式批售

400-006-1223

24小時(shí)熱線

立即聯(lián)系

熱門(mén)顏料標(biāo)簽

氧化鐵紅超細(xì)氧化鐵顏料蒽醌染料喹吖啶酮顏料 DPP顏料高色素炭黑氧化鐵棕酞菁綠鈦鉻棕顏料偶氮色淀顏料苝紅單偶氮顏料苯并咪唑酮顏料群青紫耐酸群青藍(lán) 偶氮縮合顏料氧化鐵黃氧化鐵黑蒽醌藍(lán) 硫酸法鈦白粉酞菁藍(lán) 偶氮染料氯化法鈦白粉釩酸鉍顏料聯(lián)苯胺黃群青藍(lán) 紅外線反射顏料酞菁染料雙偶氮顏料喹酞酮顏料寶紅顏料鈦鎳黃顏料