聚合物光稳定剂简介
一、光稳定剂简介
紫外光的辐射会引发高分子材料的光氧化降解，光稳定剂是抑制或减缓由光氧化作用引起的高分子材料降解的塑料助剂。随着高分子合成材料的快速发展，尤其是合成材料在户外应用的日益增加，光稳定剂已成为塑料助剂的重要类别，主要应用于塑料、涂料、橡胶、化学纤维、胶黏剂等高分子材料及其他特种高分子材料。
二、光稳定剂的分类：
光稳定剂按其作用机理可分为4类：
1、自由基捕获剂，主要是受阻胺类（HALS)光稳定剂；
受阻胺官能团属脂环胺类结构，在有氧状态下吸收光能后，可以转变为氮氧自由基NO•，这些氮氧自由基不仅可以捕获高分子材料光氧化降解中所产生的烷基活性自由基，而且在光稳定化过程中具有再生功能，从而抑制连锁反应达到防护目的。
比较常用的受阻胺（HALS)光稳定剂有770，622，944，783，2020等。
2、紫外线吸收剂，在工业上应用较多的主要有二苯甲酮类、苯并三唑类、三嗪类和水杨酸酯类；
二苯甲酮类紫外线吸收剂是紫外线吸收剂中应用较广泛的一类。
二苯甲酮类紫外线吸收剂的结构式：
这类紫外线吸收剂对UV-A、UV-B、UV-C都有较慢的吸收作用。分子中的酮基与羟基能生成内在氢键，构成一个螯合环。它在吸收紫外线光能量后，发生分子的热振动，内在氢键破坏，整合环打开把紫外光的能量变成热能而释放出来；另外，分子中的羰基会被吸收的紫外光能所激发，产生互变异构现象，生成烯醇式结构，这也消耗了一部分能量。在这类紫外线吸收剂中，分子内氢键的强度与其光稳定的效果有关,氢键越强，破坏它所需的能量越大，吸收耗去的紫外光能量越多，效果则好:反之亦然。稳定效果还与苯环上烷氧基链的长短有关，烷氧基链长,与聚合物相容性好，稳定效果更好。
比较常用的二苯甲酮类紫外线吸收剂有UV531等。
3、猝灭剂：主要是金属络合物,如镍、钴、铁的有机络合物。
4、光屏蔽剂：主要有炭黑、氧化锌、二氧化钛和锌钡等。
光屏蔽剂能反射或吸收太阳光紫外线，即是在聚合物与光源之间设置一道屏障，阻止紫外线深入聚合物内部，从而可使聚合物得到保护。
三、光稳定剂的选择：
选择光稳定剂时,除了其对聚合物的保护性能外,还必须考虑其他一些因素,例如,物理形态、颗粒尺寸及分布、热稳定性、与其他添加剂之间可能的相互作用、毒性、挥发性以及与聚合物的相容性等。光稳定剂与聚合物的相容性问题比抗氧剂更为重要,因为通常光稳定剂的使用浓度高于抗氧剂，可达到1%或更多。
在实际应用中,须在相应的塑料中测试添加剂的相容性。测试在室温以及高于使用温度40~80℃条件下进行,若在长时间内不发生结霜或浑浊,则可认为添加剂与相应的塑料相容。
由于塑料制品通常带有颜色，因此在判断其耐候稳定性时，就必须考虑颜料对塑料制品光稳定性的影响。颜料与基质及添加剂的相互作用机理比较复杂，不同类型的颜料作用的方式不尽相同。颜料可以起到光敏剂的作用，从而导致含有光稳定剂的塑料制品光稳定性急剧下降。当采用某些有机黄和有机红颜料时，这种现象尤为明显。
反之，如酞菁蓝等某些颜料能明显地提高厚截面制品特别是经稳定化处理的制品的紫外线稳定性。这类颜料可能起紫外线吸收剂的作用，以防止有害的紫外线破坏塑料制品的深部。
关注晶格动量微信公众号及1688旗舰店，了解更多新材料信息！
备注：作用机理方程式，分子结构式自绘，其他图片来源于网络
