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塑料光照后老化严重?光稳定剂机理与发展方向

嘉峪检测网        2021-09-23 22:23

夏日炎炎,你会发现,有些塑料制品在阳光暴晒,甚至仅仅是普通光照条件下,经过一段时间后会出现发黄、断裂、粉末化等现象。这是由于光照对高分子材料造成了破坏,加入光稳定剂可以有效缓解这一现象。

 

什么是光稳定剂?

 

光稳定剂是一种能够抑制或减弱光对高分子材料降解作用,提高高分子材料耐光性的化学物质,其通常与抗氧化剂协同使用以抑制高分子材料的光氧化降解。据统计,全球光稳定剂市场近40亿美元。

 

光稳定剂通常按作用机理可以分为:自由基捕获剂(主要为受阻胺类光稳定剂HALS)、紫外线吸收剂(UVA)、光屏蔽剂。

 

光稳定剂按机理分类

机理类型

品类

特点

自由基捕捉剂

受阻胺类

用量最大的一类,可同时灭失制品内、外部自由基,具有迁移性的优点。

 

 

紫外线吸收剂

二苯甲酮类

吸收照射于材料表面的紫外线,并将能量转变为无害的热能释放。具有防护时效长等优点

苯并三唑类

 

 

 

 

光屏蔽剂

炭黑

在颜色允许时,炭黑是聚甲醛效果优异的光屏蔽剂。

纳米级二氧化钛、氧化锌等

含金属原子,对环境及工人身体影响较大。

 

中国市场受阻胺类光稳定剂消费量最多,占比达60%以上。

 

光稳定剂的发展方向有哪些?

 

随着市场需求变化和技术的进步,光稳定剂呈现三大开发方向:

 

1、高分子量化

 

低分子量的受阻胺类光稳定剂因为易迁移、易挥发、不耐抽提已经难以满足人们的需要。高分子量的受阻胺类光稳定剂虽然耐抽提、难挥,但是分子量过高会导致在高分子材料中的迁移性能下降,影响其光稳定效果的正常发挥。解决这一矛盾的方法是寻求最佳分子质量范围,通常把分子质量控制在2000~3000 g/mol。

 

2、低碱性化

 

传统的HALS光稳定剂的哌啶环上存在N—H基团, 具有一定的碱性, 这使其在酸性树酯、酸性配合剂和酸性环境下的应用受到限制,为了拓宽HALS的应用范围, 必须对其进行低碱性化,如巴斯夫的NOR型受阻胺光稳定剂。

 

3、多功能化

 

为了扩展HALS其应用范围和提高使用效率, 人们又对HALS 进行了功能化的研究, 例如提升耐药型,热封性,透明性,防热老化性能等等。

 

近年来, 又出现了反应型HALS,是指在受阻胺分子结构内引入反应性基团,使其在聚合物制备加工过程中键合到聚合物骨架上,形成具有永久性光稳定效果的高分子材料。

 

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来源:艾邦高分子