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嘉峪检测网 2021-04-17 17:45
高分子材料长期暴露在日光下,吸收了紫外线能量,同时在氧气的作用下发生热氧化和光氧化反应,导致聚合物的降解,使得高分子材料制品发生变色、发脆、物理力学性能变差等现象,提前失去原有功能和使用价值。凡能抑制或抑制光氧化或光老化过程,显著提高高分子材料的耐光性能,延缓其降解、老化过程,延长高分子制品的使用寿命所采取的措施,称为光稳定技术,所加入的物质称为光稳定剂。
太阳辐射的电磁波在通过空间和臭氧层时,290nm以下和3000nm以上的射线几乎都被滤除,实际到达地面的为290nm-3000nm的电磁波,其中波长范围为400-800nm(约占40%)的是可见光,波长约为800-3000nm(约占55%)的是红外线,而波长约为290-400nm(仅占5%)的是紫外线。
紫外线是引起皮肤变黑、衰老的罪魁祸首,特别是在烈日炎炎的夏天。对于爱美和希望皮肤美白的广大中国女性朋友,你们选用的防晒化妆品大体分为两类:物理防晒和化学防晒,也有人总结了两者的区别,请见下图。
紫外线也是引起塑料、橡胶、合成纤维、涂料、胶黏剂等高分子材料及制品发生老化的主要原因。高分子材料长期暴露在日光下,吸收了紫外线能量,同时在氧气的作用下发生热氧化和光氧化反应,导致聚合物的降解,使得高分子材料制品发生变色、发脆、物理力学性能变差等现象,提前失去原有功能和使用价值。凡能抑制或抑制光氧化或光老化过程,显著提高高分子材料的耐光性能,延缓其降解、老化过程,延长高分子制品的使用寿命所采取的措施,称为光稳定技术,所加入的物质称为光稳定剂。前面的文章已介绍了紫外线吸收剂,本文着重介绍受阻胺类光稳定剂。
受阻胺类光稳定剂(HALS)是一类具有空间阻碍的有机胺类化合物,主要包括哌啶衍生物、咪唑酮衍生物和氮杂环烷酮衍生物等系列。其是塑料制品,特别是户外用制品中非常重要的添加剂,是一种起光稳定作用的优良新型光稳定剂。受阻胺对高分子和有机化合物的光氧降解反应有很好的抑制效果,主要应用于塑料、合成纤维、涂料中,尤其是在薄膜、纤维等薄制品中具有不可替代的作用。其中,哌啶类衍生物研究得比较多,发展也最快,已有很多品种供应市场,其中其分子结构中均含有以下结构单元。
该类光稳定剂几乎不吸收紫外线,主要是通过捕获自由基、淬灭单线态氧生色团和分解过氧化物等作用而产生稳定效果,是目前公认的高效光稳定剂。一直以来,有关其光稳定机理的研究异常活跃,尽管迄今仍有许多现点未能取得一致。但其光稳定功能却是毋庸置疑的。
受阻胺光稳定剂按其分子量来划分,主要分为低分子量、中分子量和高分子量三类;按聚合度来划分,主要包括单体型和据和讯个两种;按性状来划分,主要有液体和固体两类;固体类还有粉末状和颗粒状等等。比较典型的品种有770、944、292等等。当然也有受阻胺类光稳定剂的复合产品,如光稳定剂791、光稳定剂783等等。
光稳定剂700分子结构式
光稳定剂944分子结构式
光稳定剂292分子结构式
受阻胺光稳定剂是目前最有前途的一类新型高效光稳定剂,在国际上年平均需求增长率为20%~30%。尤其在聚乙烯、聚丙烯行业中用量最大。
在实际应用中,为了改善和提高塑料及其制品的光稳定性,需要根据其所使用的环境及材料的特点进行择优使用光稳定剂。尽管受阻胺类光稳定剂的光稳定效率很高,但单单使用一种助剂往往达不到预期效果,这就是为什么会出现不同复配产品的原因。每一个光稳定剂品种有其各自的优势,其成功应用还需考虑与基体材料的相容性、迁移性、加工性、稳定性、协同性等各种要素。
受阻胺光稳定剂在塑料及其制品中的添加量通常为千分之几,那么在进行造粒或注塑等加工时,采取助剂直接添加的方法,往往使得助剂在产品中不能达到比较均匀的分散效果,特别是在塑料薄膜、纤维等薄制品中,导致其不能发挥到最佳效能。
对此,诚挚建议:对产品品质和质量稳定性要求较高的厂家,尽可能在生产时采取添加抗老化母粒的方式以提高材料的品质,特别是对于高分子材料的薄制品和纤维制品,更是如此。
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