光稳定剂2

1、光稳定剂的分类

按作用机理分类，可分为四类：

 (1)光屏蔽剂，包括炭黑、氧化锌和一些无机颜料；

 (2)紫外线吸收剂，包括水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类等有机化合物；

 (3)猝灭剂，主要是镍的有机络合物；

 (4)自由基捕获剂，主要是受阻胺类衍生物。

按化学结构分类，可分为：

水杨酸酯类、苯甲酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、三嗪类、取代丙烯腈类、草酰胺类、有机镍络合物和受阻胺类。

目前世界上用量最大的两类光稳定剂是紫外线吸收剂和受阻胺光稳定剂。

2、光稳定剂的作用机理

根据稳定机理的不同，光稳定剂大致分为四类：光屏蔽剂、紫外线吸收剂、猝灭剂、自由基捕获剂。

光屏蔽剂：又称遮光剂，是一类能够吸收或反射紫外光的物质。它的存在象是在聚合物和光源之间设立了一道屏障，使光在达到聚合物的表面时就被吸收或反射，阻碍了紫外线深入聚合物内部，从而有效地抑制了制品的老化。光屏蔽剂构成了光稳定剂的第一道防线。

紫外线吸收剂：这是目前应用最广的一类光稳定剂，它能强烈地、选择性地吸收高能量的紫外光，而自身又具有高度的耐光性，并以能量转换形式，将吸收的能量以热能或无害的低能辐射释放出来或耗掉，从而防止聚合物中的发色团吸收紫外线能量随之发生激发。具有这种作用的物质称为紫外线吸收剂。紫外线吸收剂的应用为塑料的光稳定化设置了第二道防线。

猝灭剂：又称减活剂或消光剂，或称激发态猝灭能、能量猝灭剂。这是光稳定化的第三道防线。

自由基捕获剂：自由基捕获剂很早就用作聚烯烃的抗氧剂，但因为抗氧剂自由基捕获剂不耐光，因此不能用作光稳定剂。可用于聚合物光稳定的自由基捕获剂主要是具有空间位阻结构的2,2,6,6-四甲基哌啶衍生物，因此也称为受阻胺光稳定剂(HALS)。

自由基捕获剂作为第四道防线是以清除自由基，切断自动氧化链反应的方式实现光稳定目的。

3、光稳定剂的选用原则和应用：

在选择光稳定剂时树脂的敏感波长与紫外线吸收剂的有效波长的一致性；也要考虑与其他助剂的协同效应，如主要考虑与抗氧剂和热稳定剂的协同效应，减少产生对抗效益。光稳定剂的并用；制品的厚度和稳定剂的用量：薄制品和纤维要求加入的浓度高些，厚制品则较低，这些都影响光稳定剂的选择。

4、光稳定剂在聚合物中的应用

在聚氯乙烯中的应用：选用二苯甲酮类、苯并三唑类和取代丙烯腈类光稳定剂广泛应用于聚氯乙烯制品中。同时应考虑它们与热稳定剂之间的相互影响。

在聚乙烯中的应用：选用2-羟基-4-烷氧基二苯甲酮类、苯并三唑类、有机镍络合物类是最常用的光稳定剂。当受阻胺抗氧剂以及硫代二丙酸酯类抗氧剂并用时，效果更佳。

在聚丙烯中的应用：由于聚丙烯分子结构中存在着叔碳原子，比聚乙烯更易老化，聚丙烯经户外曝晒后产生羰基和其他降解产物，其物理机械性能随之发生变化。如熔融粘度下降，延伸率、冲击强度降低。选用二苯甲酮类、苯并三唑类、有机镍络合物及受阻胺类。

其他应用：在PS中的应用选用二苯甲酮类、苯并三唑类。

在ABS中的应用单独使用紫外线吸收剂效果不佳，但与抗氧剂并用，可显著提高其耐候性。炭黑可有效提高ABS的耐候性。

直到目前已经开发的光稳定剂体系实际上只能适用于特定应用条件和环境下某些品种聚合物材料的光稳定。这是因为它们应用性能都还存在明显的美中不足之处。

光屏蔽剂防护效果好、价格低，但具有遮光性和着色性，仅适用于不透明材料；紫外线吸收剂是配伍和适应性最强的一类光稳定剂，但由于其防护效果受制于朗伯－比耳定律，不能有效地保护制品表面和薄制品。与此同时，因属纯有机化合物，还存在易挥发、喷霜、迁移、被溶剂抽出等缺点，这不但影响了其效能发挥的持久性，同时也导致污染环境；激发态淬灭剂和氢过氧化物分解剂光稳定性能高、挥发性低、喷霜和迁移小并耐抽出，能有效地保护制品表面和薄制品，但色深、毒性和环污大、高温加工时会分解变色，与含硫添加剂存在对抗作用；自由基捕获剂色浅、光稳定效能突出、也能有效地保护制品表面和薄制品，但由于具有碱性，与酸性基质聚合物(如PVC及含硫聚合物)和添加剂存在对抗作用、酸性环境会使其性能受到影响。还存在易挥发、喷霜、迁移、抽出等缺点。