今天我们来聊聊光稳定剂,以下6个关于光稳定剂的观点希望能帮助到您找到想要的新能源资讯。
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1、光稳定剂定义
光稳定剂是 2,2,6,6-四甲基哌啶的衍生物, 是非常有效的稳定剂, 能抵御大多数聚合物的光降解。光稳定剂通过抑制已经形成自由基的聚合物的降解, 它们不吸收紫外线辐射, 而是抑制聚合物的降解。它们减慢了化学引发的降解反应, 在某种程度上与抗氧化剂类似。抗氧化剂和光稳定剂的机理不同, 光稳定剂反应是循环的, 而抗氧化剂不是。商业上, 受阻胺光稳定剂, 现在是唯一最重要的光稳定剂, 其次是苯甲酮和苯并三唑。
光稳定剂同义词
受阻胺光稳定剂
紫外线吸光剂(尽管机理不同,某些时候人们会这样称呼)
2、光稳定剂的机理
该机制尚未完全了解。过氧化氢分解和自由基抑制当然起到一定的作用, 光稳定剂的再生也同样如此, 因为紫外线吸收剂被使用被消耗。关于光稳定剂机理有几个理论-可能由能量转移, 自由基终止 (如下图), 或者过氧化物分解。在相对较低的浓度下实现了显著的稳定, 似乎光稳定剂实际上是由稳定过程重新生成的, 而不是由它消耗的。理论表明, 受阻胺氧化形成胺醚, 是一种不活跃品种。
光稳定剂系统的有效性不取决于塑料制品的厚度, 因此它们对表面层和薄截面的保护特别有用。分子量很低或很高。聚合的光稳定剂具有优异的相容性, 低挥发性能, 极好的抗萃取能力, 并有助于热稳定性。两个高分子量级的结合使温室膜的性能得到很好的平衡, 是光稳定剂在低密度聚乙烯薄膜中的主要用途。
光稳定剂主要是抑制或减弱塑料光降解,提高塑料制品耐候性。太阳光中的紫外线对塑料的破坏作用最大,此外高聚物中的杂质或发色团也能促使聚合物光氧化降解。 光稳定剂主要用于聚烯烃,其次用于橡胶改性的PS、PVC、PU等。
光稳定剂以及紫外线吸收剂选用要注意以下几个问题:
1、相容性
塑料聚合物的高分子一般是非极性的,而抗氧剂、光稳定剂的分子具有不同程度的极性,二者相溶性较差,通常是在高温下将抗氧剂、光稳定剂与聚合物熔体结合,聚合物固化时将抗氧剂、光稳定剂分子溶在聚合物分子之间。在配方用量范围内,抗氧剂、光稳定剂在加工温度下要熔融,要特别注意,设计配方时,选用固体抗氧剂、光稳定剂的熔点或熔程上限,不应低于塑料聚合物的加工温度。
2、迁移性
塑料制品,尤其是表面积与体积比(或重量比)数值相对较小的不透明制品,氧化反应主要发生在制品的表面,这就需要抗氧剂、光稳定剂连续不断地从塑料制品内部迁移到制品表面而发挥作用。但如果向制品表面的迁移速度过快,迁移量过大,抗氧剂、光稳定剂就要挥发到制品表面的环境中,或扩散到与制品表面接触的其它介质中而损失,这种损失事实上是不可避免的,设计配方时应加以考虑。当抗氧剂、光稳定剂品种有选择余地时,应选择分子量相对较大,熔点适当较高的品种,并且要以最严酷的加工条件和使用环境为前提确定抗氧剂、光稳定剂的添加量。
3、稳定性
抗氧剂、光稳定剂在塑料材料中应保持稳定,在使用环境下及高温加工过程中挥发损失少,不变色或不显色,不分解(除用于加工热稳定作用的抗氧剂外),不与其他添加剂发生不利的化学反应,不腐蚀机械设备,不易被制品表面的其它物质所抽提。受阻胺光稳定剂一般为低碱性化学品,塑料材料中选用受阻胺为光稳定剂时,配方中不应包含酸性的其它添加剂,相应塑料制品也不应用于酸性环境。
4、加工性
塑料制品加工时,加入抗氧剂、光稳定剂对树脂熔融粘度和螺秆扭矩都可能发生改变。抗氧剂、光稳定剂熔点与树脂熔融范围如果相差较大,会产生抗氧剂、光稳定剂偏流或抱螺杆现象。抗氧剂、光稳定剂的熔点低于加工温度100。C以上时,应先将抗氧剂、光稳定剂造成一定浓度的母粒,再与树脂混合加工制品。以避免因偏流造成制品中抗氧剂、光稳定剂分布不均及加工产量下降。
5、环境和卫生性
抗氧剂、光稳定剂应无毒或低毒,无粉尘或低粉尘,在塑料制品的加工制造和使用中对人体无有害作用,对动物、植物无危害,对空气、土壤、水系无污染。对农用薄膜、食品包装盒、儿童玩具、一次性输液器等间接或直接接触食品、药品、医疗器具及人体的塑料制品,不仅应选用已通过美国食品和药物管理局(FDA)检验并许可。或欧共体委员会法令允许的抗氧剂、光稳定剂品种,而且加入量应严格控制在最大允许限度之下。
(1)光屏蔽剂:这是一类能够遮蔽或反射紫外线的物质,使光不能透入高分子内部,从而起到保护高分子的作用。光屏蔽剂有碳黑、氧化钛等无机颜料和酞菁蓝、酞菁绿等有机颜料,其中碳黑屏蔽效果最好。
(2)紫外线吸收剂:它的作用能有效地吸收波长为290~410nm的紫外线,而很少吸收可见光,它本身具有良好的热稳定性和光稳定性。按其化学结构主要可以分为:邻羟基二苯甲酮类、苯并三唑类、水杨酸酯类、三嗪类、取代丙烯腈类。作为辅助光稳定剂和受阻类光稳定剂共同使用,尤其是用在聚烯烃或涂料中。
(3)猝灭剂:可以接受塑料中发色团所吸收的能量,并将这些能量以热量、荧光或磷光的形式发散出去,从而保护聚合物免受紫外线的破坏。它对聚合物的稳定效果很好,多用于薄膜和纤维。主要是一些二价的有机镍螯合物。有机镍光稳定剂具有良好的性能,但因重金属离子的毒性问题,可能被其他无毒或低毒猝灭剂取代。
(4)自由基捕获剂:这类光稳定剂能捕获高分子中所生成的活性自由基,从而抑制光氧化过程,达到光稳定目的。主要是受阻胺光稳定剂(HALS)。是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%。
(5)氢过氧化物分解剂:是受阻胺类光稳定剂中的一种。聚合物在贮存和加工期间能产生氢过氧化物,导致聚合物的光氧化降解,氢过氧化物分解剂能就能够分解过氧化物,生成稳定的氮-氧自由基,并进一步捕获自由基,从而抑制聚合物降解。
工业涂料就用美扬时代的光稳定剂,它与紫外光吸收剂搭配使用,可使性能得到显着改善。它们之间的协同效应可以更好地保护涂料,避免失光,开裂,起泡,脱落和变色。
受阻胺光稳定剂是自由基捕获剂的一种,其作用机理十分复杂,主要是通过以下几个方 面的机理的协同作用来达到光防护效果。
2.1 捕获自由基
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。
2.2 分解氢过氧化物
一般认为,胺基和氢过氧化物中的氢结合后分解成氮氧自由基,进而与活性自由基反应,使之转化为稳定的醇、酮化合物。Carlsson的研究结果还证实受阻胺在氢过氧化物周围具有浓集效应。
2.3 捕获重金属
HALS中的氮具有与金属配位的孤对电子,能强烈地与高分子材料中的金属离子配位,从而达到保护高分子材料的目的。
2.4 猝灭单线态氧
HALS几乎没有猝灭激发态的作用,但其氧化产物的NO•却显示了高猝灭效率。受阻胺氮氧自由基能通过传递能量的途径,使处于激发态的单线态氧回到基态,从而阻止单线态氧引起高聚物降解反应的发生,起到防光老化的作用。
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