为什么要使用光稳定剂
光稳定剂作用机理
光稳定剂是一类化学物质,其主要作用是在聚合物材料中吸收紫外光并转换为热能,从而防止或延缓材料的光老化过程。
光稳定剂的作用机理可以从以下几个方面来解释:
1.吸收紫外光:光稳定剂通常含有具有较高吸收紫外光能力的化学结构,如苯芳族、苯缩醛或二苯甲酮等。
当聚合物材料暴露在紫外光下时,光稳定剂能够吸收紫外光,并将其能量转换为热能。
2.能量转换:吸收紫外光后,光稳定剂会将其能量转化为热能,由于热散失的速度相对较快,可以防止能量在聚合物材料中的累积,从而减少光老化的发生。
这种能量转换的过程有助于保护聚合物材料的长期稳定性和性能。
3.自由基清除:在紫外光的作用下,聚合物材料中可能会产生自由基,这些自由基可以引发氧化反应,导致聚合物的断裂和脆化。
光稳定剂中的化学物质具有自由基清除的作用,它们能够捕获和中和自由基,从而减少自由基引发的氧化反应,有助于保护聚合物的结构完整性。
4.能量转移:光稳定剂还可以通过能量转移的方式来保护材料。
当聚合物材料吸收紫外光时,光稳定剂能够接受该能量,并通过内部的能量转移过程将其转移到材料的较不敏感区域。
这样可以减少紫外光对聚合物结构的直接影响,延缓光老化的发生。
需要指出的是,光稳定剂的具体作用机理可能因不同的化学结构、聚合物类型和应用环境而有所不同。
因此,在具体使用光稳定剂时,应选择适合的光稳定剂类型和合适的添加量,并结合实际情况进行科学合理的设计和应用。
同时,光稳定剂的性能也受到多种因素的影响,如温度、湿度和环境气氛等,因此应注意选择适合的光稳定剂和综合考虑各项因素。
塑料抗氧剂和光稳定剂的作用、主要功能及应用技术
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40
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注:循环空气老化箱中的手动弯曲破坏
HALS 对于0.1mm厚LLDPE薄膜的热氧化稳定性
添
加
剂
无
0.03% 1076
0.03ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 1010
0.02% 1010 + 0.08% 168
0.01% 1076 + 0.04% 168 + 0.05%HALS622
0.01% 1076 + 0.04% 168 + 0.05%HALS944
塑料抗氧剂和光稳定剂的作用、 主要功能及应用技术
1 抗氧剂、光稳定剂的作用与功能
塑料材料因分子结构不同,或同分子结构因聚合 工艺不同、加工工艺不同、使用环境和条件不同, 自身的热氧化、光氧化反应速度和抗热氧化、光氧 化反应能力有很大不同。
抗氧剂和光稳定剂是添加于塑料材料中,有效地 抑制或降低塑料大分子的热氧化、光氧化反应速度, 显著地提高塑料材料的耐热、耐光性能,延缓塑料 材料的降解、老化过程,延长塑料制品使用寿命的 塑料助剂。
国内受阻胺光稳定剂的消费量占国内光稳定剂 消费总量的65%左右。
紫外线吸收型光稳定剂
紫外线吸收型光稳定剂通称为紫外线吸收剂, 这类光稳定剂是利用自身分子结构,将光能转 换成热能,避免塑料材料发生光氧化反应而起 到光稳定作用。紫外线吸收剂根据分子结构不 同分为二苯甲酮类和苯并三唑类等。
国内二苯甲酮类光稳定剂和苯并三唑类光稳定 剂消费量分别占国内光稳定剂消费总量的25% 和 10%左右。
受阻酚抗氧剂
是塑料材料的主抗氧剂,其主要作用是与塑料 材料中因氧化产生的氧化自由基R·、ROO·反 应,中断活性链的增长。受阻酚抗氧剂按分子 结构分为单酚、双酚、多酚、氮杂环多酚等品 种。
光稳定剂的作用机制和分类
光稳定剂的作用机制和分类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290~3000nm的电磁波,其中波长范围为400~800nm(约占40%)的是可见光,波长为800~3000nm(约占55%)的是红外线,而波长为290~400nm(仅占5%)的是紫外线。
这些有害的紫外线通过化学上的氧化还原作用,危害人体健康,皮肤被紫外线照耀后会损害DNA,当DNA遭遇破坏,细胞会死亡或是进展成不能控制的癌细胞。
例如:波长200~280nm短波紫外线(简称UVC)短时光照耀即可灼伤皮肤,长久或高强度照耀还会造成皮肤癌;波长280~320nm的中波紫外线(简称UVB),极大部分被皮肤表皮所汲取,不能再渗入皮肤内部,但对皮肤可产生剧烈的光损伤,被照耀部位真皮血管扩张,皮肤可浮现红肿、水泡等症状。
长期照耀,皮肤会浮现红斑、炎症、皮肤老化,严峻者可引起皮肤癌;波长320~400nm的长波紫外线(简称UVA),对衣物和人体皮肤的穿透性远比中波紫外线要强,可达到真皮深处,并可对表皮部位的黑色素起作用,从而引起皮肤黑色素沉着,使皮肤变黑。
因而长波紫外线也被称做“晒黑段”,长波紫外线虽不会引起皮肤急性炎症,但对皮肤的作用缓慢,可长久堆积,是导致皮肤老化和严峻伤害的缘由之一。
涂料、塑料、橡胶、合成纤维等制品裸露在日光下,其汲取光的基团受到激发而生成自由基,若有氧存在,聚合物同时也被氧化(光氧化)。
聚合物的光老化过程事实上陪同着自动氧化反应,光氧化降解是光老化的主要反应过程。
而紫外线是引发聚合物光老化的主要因素,按照光量子理论,在290~400nm 范围的紫外线所具有的能量普通高于高分子链上各种化学键断裂所需要的能量,且短波紫外线还会使聚合物的分子或基团汲取光能,使分子或基团处于高能状态,导致高分子化学结构发生断键、断链等“光致化学降解”。
凡能屏障或抑制光氧化还原或光老化过程而加入的一些物质称为光稳定剂。
聚合型光稳定剂
聚合型光稳定剂聚合型光稳定剂是一种常用于塑料制品中的添加剂,它可以提供优异的抗紫外线性能,延长塑料制品的使用寿命,并保护其外观不受紫外线的破坏。
在这篇文章中,我们将从人类的视角来描述聚合型光稳定剂的作用和应用。
聚合型光稳定剂是一种能够吸收和散射紫外线的物质,它可以防止紫外线对塑料制品的破坏。
在室外环境中,紫外线是一种常见的自然光源,它会加速塑料制品的老化过程,导致颜色褪色、表面开裂等问题。
而聚合型光稳定剂的添加,则可以有效地减缓这些问题的发生。
聚合型光稳定剂主要通过两种方式来保护塑料制品。
首先,它可以吸收紫外线的能量,将其转化为热能,并分散到周围环境中。
这样一来,紫外线就不会直接照射到塑料制品上,从而减少了紫外线对塑料的损伤。
其次,聚合型光稳定剂还可以通过与紫外线发生化学反应,将紫外线吸收并转化为无害的能量,从而保护塑料制品的完整性。
聚合型光稳定剂广泛应用于各种塑料制品中,如建筑材料、汽车零部件、家具等。
在室外环境中,这些塑料制品经常暴露在强烈的阳光下,长时间的紫外线照射容易导致它们的老化和损坏。
聚合型光稳定剂的添加,可以有效地延长这些塑料制品的使用寿命,减少维修和更换的成本。
除了保护塑料制品的性能和外观,聚合型光稳定剂还对环境有着积极的影响。
它可以降低塑料制品的负面影响,减少废弃物的产生,并延缓塑料制品的降解过程。
这对于环境保护和可持续发展具有重要意义。
总结起来,聚合型光稳定剂是一种能够保护塑料制品不受紫外线破坏的添加剂。
它通过吸收和转化紫外线的能量,延长了塑料制品的使用寿命,并减少了对环境的负面影响。
在日常生活和工业生产中,聚合型光稳定剂发挥着重要的作用,为我们创造了更加安全和可持续发展的环境。
光稳定剂作用机理及增塑剂分类
2.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, 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。
紫外线吸收剂所包括的化合物类型比较广 泛,但工业上应用最多的当属二苯甲酮类、 水杨酸酚类和苯并三唑类等。 紫外线吸收剂的应用为塑料的光稳定化 设臵了第二道防线。
3. 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。
这类稳定剂本身对紫外光的吸收能力很低 (只有二苯甲酮类的 1/l0~1/20),在稳定过程 中不发生较大的化学变化,但它能转移聚 合物分子因吸收紫外线后所产生的激发态 能,从而防止了聚合物因吸收紫外线而产 生的游离基。 这是光稳定化的第三道防线。
增塑剂的种类
• 1.邻苯二甲酸酯类
• 邻苯二田酸酣类是目前最广泛使用的主增 塑剂,品种多、产量高,井具有色泽浅、 毒性低、电性能好、挥发件小、气味少、 耐低温性一般等特点。 • 其中最常用的是邻苯二甲酸二辛酯和邻苯 二甲酸二异辛酯两种。
2. 脂肪酸酯类
• 分子式C3H5O3(COR)3
• 脂肪酸酯类的低温性能很好,但与聚氯乙 烯的相溶性较差故只能用作耐寒的副增塑 剂与邻苯二甲酸酯类并用。最常用的品种 是己二酸二辛酯和癸二酸二辛酯。
3.磷酸酯类
• 磷酸酯与聚氯乙烯等树脂有良好的相溶性, 透明性也好,但有毒性。它们既是增塑剂, 又是阻燃剂。芳香族磷酸醋的低温性能很 差,而脂肪族磷酸酯的低温性能较好,但 热稳定性较差,耐久性不如芳香族磷酸酯。 其主要品种有磷酸三甲苯酯和磷酸三苯酯。
4.环氧酯类
• 环氧增塑剂是近年来应用很广的助剂,它 既能吸收聚氯乙烯树脂在分解时放出的氯 化氢,又能与聚氯乙烯树脂相溶,所以它 既是增塑剂又是稳定剂。主要用作耐候性 高的聚氯乙烯制品的副增塑刑。其于要品 种有环氧大豆油、环氧脂肪酸辛酯等。
光稳定剂氢特
光稳定剂氢特引言:在材料的研发和应用过程中,光稳定剂是不可或缺的一种添加剂。
而光稳定剂氢特(Hindered Amine Light Stabilizers,简称HALS)作为一种常用的光稳定剂,具有出色的耐光性能,被广泛应用于塑料、涂料、橡胶等领域。
本文将重点介绍光稳定剂氢特的原理、特点以及应用领域。
一、光稳定剂氢特的原理光稳定剂氢特是一类高效的光稳定剂,其主要作用是通过捕捉自由基、氧化反应和光降解等机理,防止材料的老化和退色。
在光照条件下,HALS能够稳定自由基的产生,抑制氧气的进一步反应,从而保持材料的稳定性和颜色的长久性。
二、光稳定剂氢特的特点1. 高效耐光性能:光稳定剂氢特能够有效抵御紫外线辐射和氧气的侵蚀,提高材料的耐光性能,延长使用寿命。
2. 宽波长范围:HALS对于紫外线A波段(UVA)和紫外线B波段(UVB)都具有良好的吸收能力,能够全面保护材料免受紫外线的伤害。
3. 低挥发性:光稳定剂氢特具有低挥发性,能够长时间保持在材料中,不易流失,有效延长材料的使用寿命。
4. 良好的热稳定性:HALS在高温条件下依然具有良好的稳定性,不会因温度升高而降解或失效。
三、光稳定剂氢特的应用领域1. 塑料制品:光稳定剂氢特广泛应用于各种塑料制品中,如聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯等。
它能够有效抵御紫外线的侵蚀,延长塑料制品的使用寿命,防止其老化和变黄。
2. 涂料和油漆:HALS作为涂料和油漆的添加剂,能够提高其耐候性和光泽度,防止颜色的褪色和表面的粉化。
3. 橡胶制品:在橡胶制品中加入光稳定剂氢特,能够提高其耐候性和抗老化能力,延长橡胶制品的使用寿命。
4. 纺织品:HALS可用于纤维和纺织品的后整理加工,提高其耐光性能和抗紫外线能力,延长纺织品的使用寿命。
四、注意事项1. 使用适量:在使用光稳定剂氢特时,应根据材料的需要和生产工艺合理确定添加量,避免过量使用。
2. 考虑协同效应:光稳定剂氢特与其他添加剂(如紫外线吸收剂、抗氧剂等)的协同效应可以进一步提高材料的耐光性能,应根据具体情况进行配比和调整。
光稳定剂的用途
光稳定剂的用途光稳定剂是一类经过特殊改性的化学物质,其主要功能是提高塑料和涂料对光照的抵抗力,延缓其老化和降解的过程。
在各个领域中,光稳定剂都有着广泛的应用,以下将详细介绍光稳定剂的用途。
首先,光稳定剂在塑料制品领域中得到了广泛应用。
塑料制品在长时间的户外使用中容易受到紫外线的破坏,导致颜色褪色、质地变差等问题。
光稳定剂添加到塑料中,能够有效地吸收紫外线,降低紫外线对塑料的伤害,延长塑料制品的使用寿命。
例如,光稳定剂被广泛应用于塑料家具、儿童玩具、汽车内饰件等。
其次,光稳定剂也在涂料行业中发挥着重要的作用。
涂料中加入光稳定剂,能有效地提高涂料对阳光和紫外线的抵抗力,防止颜色褪色、外观老化等问题的产生。
同时,光稳定剂还可以提供涂层的耐候性,保护基材,提高涂层的耐久性。
因此,光稳定剂被广泛应用于建筑中的外墙涂料、汽车漆面、工业涂装等领域。
另外,光稳定剂还在纤维行业中具有广泛的应用。
纤维制品在阳光暴晒下容易褪色和退化。
因此,添加光稳定剂可以提高纤维的耐紫外线性能,延长其使用寿命。
光稳定剂常被用于纺织品、室外家具、户外用品等领域。
此外,光稳定剂还广泛应用于农作物保护领域。
由于农作物在生长过程中需要经历日照时间的增加和减少,紫外线对农作物的生长产生了不可忽视的影响。
添加光稳定剂能够降低紫外线对农作物的伤害,减少叶片黄化、凋落等问题的发生,保证农作物的正常生长。
因此,光稳定剂常被用于农膜、农用布料等农业覆盖材料中。
此外,光稳定剂还可以应用于其他领域,例如电子产品、医疗器械、包装材料等。
在电子产品中,光稳定剂能够提高产品的耐候性和稳定性,减少因紫外线照射而导致的性能下降。
在医疗器械中,光稳定剂可以保护器械的外观和性能,提高其使用寿命。
在包装材料领域,光稳定剂可以防止包装材料在运输和储存过程中遭受紫外线破坏,延长其寿命。
总之,光稳定剂广泛应用于塑料制品、涂料、纤维、农作物保护、电子产品、医疗器械、包装材料等多个领域中。
光引发剂和光稳定剂
光引发剂和光稳定剂是两种不同的化学物质,它们在化学反应和光化学反应中起到不同的作用。
光引发剂是一种能够在紫外光区或可见光区吸收能量,产生自由基、阳离子等,从而引发单体聚合交联固化的化合物。
它的主要作用是促进或引发聚合反应,即通过吸收光能将光能转化为化学能,从而引发聚合反应的进行。
光引发剂通常在光照条件下被激发,产生自由基或阳离子等活性物质,这些活性物质进一步引发单体聚合,最终形成高分子聚合物。
光稳定剂是一种能够防止或减缓聚合反应中的光引发
反应的物质。
它通常被添加到高分子聚合物中,以提高聚合物的耐久性和稳定性,防止聚合物的降解和老化。
光稳定剂的作用机理比较复杂,通常包括吸收紫外线、猝灭单线态氧、将氢过氧化物分解成非活性物质等功能。
通过这些作用,光稳定剂能够有效地减缓聚合物的光老化过程,延长聚合物的使用寿命。
综上所述,光引发剂和光稳定剂的作用截然不同。
光引发剂的主要作用是促进聚合反应的进行,而光稳定剂的主要作用是防止聚合物的降解和老化,提高聚合物的耐久性和稳定性。
在实际应用中,它们通常被用于不同的领域,如光固化涂料、3D打印等领域。
光稳定剂的作用机理
光稳定剂是一种能够抑制或减缓光氧化反应的化学物质,主要用于保护聚合物材料免受紫外线辐射的损害。
其作用机理主要包括以下几个方面:
1. 吸收紫外线:光稳定剂能够吸收紫外线,并将其转化为无害的热能,从而减少紫外线对聚合物材料的损害。
2. 猝灭自由基:光稳定剂可以与光氧化反应中产生的自由基结合,使其失去活性,从而减缓光氧化反应的速度。
3. 捕获自由基:光稳定剂可以捕获光氧化反应中产生的自由基,并将其转化为稳定的化合物,从而减少自由基对聚合物材料的损害。
4. 防止氧的扩散:光稳定剂可以在聚合物材料表面形成一层保护膜,防止氧的扩散,从而减少光氧化反应的发生。
5. 提高聚合物材料的稳定性:光稳定剂可以与聚合物材料中的官能团发生化学反应,从而提高聚合物材料的稳定性,减少光氧化反应的发生。
总之,光稳定剂通过吸收紫外线、猝灭自由基、捕获自由基、防止氧的扩散和提高聚合物材料的稳定性等多种方式来保护聚合物材料免受紫外线辐射的损害。
含硫的光稳定剂
含硫的光稳定剂
含硫的光稳定剂是一种在塑料、橡胶和涂料等材料中广泛使用的添加剂。
它的主要作用是保护这些材料免受紫外线的侵害,延长其使用寿命。
这种光稳定剂中的硫元素能够吸收紫外线,并将其转化为无害的热能。
它通过与紫外线中的高能量光子发生反应,将其能量转化为低能量的热。
这种转化过程可以有效地降低紫外线对材料的损害,从而延长材料的使用寿命。
含硫的光稳定剂具有许多优点。
首先,它能够在广泛的温度范围内提供稳定的保护效果。
无论是在高温还是低温环境下,它都能够有效地吸收紫外线,并将其转化为热能。
其次,它对各种不同类型的材料都有良好的兼容性。
无论是刚性塑料还是弹性橡胶,都可以使用含硫的光稳定剂来提供保护。
此外,它还具有较长的使用寿命,可以在材料中提供持久的保护效果。
然而,含硫的光稳定剂也存在一些局限性。
首先,由于硫元素的添加,它可能会对材料的颜色产生一定的影响。
有些材料可能会因为光稳定剂的添加而发生颜色的变化。
此外,含硫的光稳定剂的稳定性也会受到环境因素的影响。
在一些特殊的环境条件下,如高湿度或酸性环境中,它的稳定性可能会受到一定的影响。
含硫的光稳定剂是一种在塑料、橡胶和涂料等材料中广泛使用的添
加剂。
它通过吸收紫外线并将其转化为热能,有效地保护材料免受紫外线的侵害。
虽然它具有一些局限性,但在大多数情况下,它仍然是一种有效的光稳定剂。
在未来的研究中,我们可以进一步改进含硫的光稳定剂的性能,以满足不同材料的需求,并提供更持久的保护效果。
光稳定剂
光稳定剂光稳定剂做为高分子材料助剂之一,在其应用中具有非常重要的作用,尤其是使用在户外的各种高分子制品中,它能够抑制或减缓塑料材料光老化速度和提高高分子材料耐光性能。
随着科学技术的发展,户外用和工程用的高分子材料日益增多,光稳定剂的用量也与日俱增,为光稳定剂的发展提供了良好契机。
1市场现状我国光稳定剂开发研究工作始于上世纪60年代,70年代由于聚合物农膜和聚丙烯纤维生产应用技术的推广,光稳定剂的应用得到迅速发展。
到目前为止,我国约40家企业从事光稳定剂的生产,自行研制的光稳定剂品种超过30种,但由于产品质量与进口产品还存在一定差距,已形成生产规模,具有一定市场份额的产品约20种左右。
目前国内主要的研究与生产单位有山西化工研究院、北京化工三厂、天津合成材料研究所、北京化工研究院、中科院化工所、天津力生化工厂、江苏镇江化工研究所、北京加成助剂研究所、山东龙口精细化工厂、北京朝阳区花山助剂厂、北京天罡助剂有限公司、廊坊龙泉助剂有限公司、浙江瑞安化工厂等。
虽然我国光稳定剂主要品种的产量和销量呈现出逐年大幅度增长的趋势,但我国光稳定剂仍供不应求,2006年光稳定剂的产量为4000t,表现消耗量为5000t;2007年光稳定剂的产量为5000t,消耗量为7000t,其中受阻胺类约占60%,UV吸收剂占35%,猝灭剂占1%。
目前光稳定剂应用范围主要是以塑料类产品为多,可用于工程塑料、改性塑料、塑料型材、建筑用板材、PVC管材、农用抗老化薄膜、遮阳棚网、节水灌溉塑料器材、架空电缆包层以及易用塑料制品等。
塑料的主要品种有二苯甲酮类、苯丙三唑类、受阻胺类,国内光稳定剂生产能力仅万吨,但仍缺乏高效品种的稳定剂。
其中农膜生产是光稳定剂的主要消费市场,约占光稳定剂消费总量的50%左右,另外PP、PVC和ABS塑料也是光稳定剂另一主要消费领域,我国各类光稳定剂消费比例和结构如下表不同类型光稳定剂消费比例和结构品种比例受阻胺类56二苯甲酮类20苯并三唑类 6有机镍盐 6其他 122紫外线吸收剂紫外线吸收型光稳定剂通称为紫外线吸收剂,这类光稳定剂是利用自身分子结构,将光能转换成热能,避免塑料材料发生光氧化反应而起到光稳定作用。
光稳定剂在pp
光稳定剂在pp/PE中的应用摘要:光稳定剂也称为紫外光稳定剂是能够抑制或减缓材料的光老化速度,提高材料的耐光性物质。
本文主要介绍了各类光稳定剂在PP/PE中的应用。
关键词:光稳定剂、聚乙烯、聚丙烯、应用1、光稳定剂的定义和分类我们都知道因为塑料在加工和使用的过程中,受到了光、热、氧等内外因素的协同作用,造成降解或着是交联,使它的性能变坏,外观变黄,直至最后丧失了使用价值。
但引起老化的最主要的原因是这些材料吸收了光能,尤其是紫外线,产生了光化反应以及自动氧化反应,导致发生光降解,使得制品的外观和物理机械性能变坏,这一过程被称为无氧老化或光老化,也称为光氧化降解或光降解。
按照作用机理分为光屏蔽剂、紫外线吸收剂、猝灭剂、自由基捕获基四类(其中,在自由基捕获剂中最主要的受阻胺光稳定剂),如果按照光稳定剂的化学结构分类,其所占市场份额顺序为:受阻胺类、二苯甲酮类、水杨酸类、氰基丙烯酸酯类等等。
2、光稳定剂的基本要求优秀光稳定剂的必备条件:①能有效吸收或反射290~400nm波长范围的紫外光,或者能够平稳地猝灭激发态分子的能量,以及具有足够的捕获自由基的能力,分解过氧化氢化物的能力,即能有效遏制紫外光对材料的光降解的影响,而且对于材料的光降解作用以材料原有物理化学性能和加工性能没有不良的影响;②与目标材料的相容性好,即在加工和使用过程中不喷霜,不渗出;③自身稳定性好,即在加工和使用的过程中耐热稳定性高,热挥发损失少;④对可见光吸收率低,不显色,不变色,具有良好的光稳定性,在长期曝晒下不遭破坏;⑤化学稳定性好,不与材料中其他组分和环境中其他物质产生不利的化学反应,例如水解;⑥不向其他接触材料迁移,尤其不向食品以及药品迁移;⑦和其他加工助剂有协同效应而无反协同反应,对材料加工机械没腐蚀反应;⑧无毒或低毒,材料加工制造和使用过程中对人体无毒,对动植物无危害,对环境无污染。
生物降解性、自然降解性好;⑨无粉尘或低尘,使用加料计量方便,价格低廉,适用范围广;⑩在材料中易溶解,易分散。
光稳定剂的作用机理
光稳定剂的作用机理光稳定剂的作用机理- 引言近年来,光稳定剂在各个领域中被广泛应用,尤其是在塑料、染料、油漆和纤维等化工材料的生产中。
光稳定剂的主要作用是抵抗紫外光辐射对材料的破坏,在一定程度上延长其使用寿命。
那么,光稳定剂是如何发挥其作用的呢?本文将深入探讨光稳定剂的作用机理,并从不同角度分析和阐述这一重要主题。
- 光稳定剂的分类及特点光稳定剂可以根据其化学结构和机理分为不同的类型。
此处,将展示三种典型的光稳定剂及其特点:1. 有机光稳定剂:有机光稳定剂是应用广泛的光稳定剂之一。
它们通常是含有芳香环或共轭双键的有机化合物,能吸收紫外线并将其能量转化为热量。
由于有机光稳定剂的吸收范围广,能有效地吸收大部分的紫外线辐射。
2. 无机光稳定剂:与有机光稳定剂相比,无机光稳定剂的稳定性更强。
这种稳定性主要来自于无机基团,如氧化锌、二氧化钛和氧化铝等。
这些无机光稳定剂能够反射紫外光并降低材料温度,以达到对材料的保护作用。
3. 有机-无机复合光稳定剂:这类光稳定剂是有机和无机光稳定剂的混合物。
通过有机基团和无机颗粒的相互作用,有机-无机复合光稳定剂不仅具有有机光稳定剂的吸收能力,还有无机光稳定剂的稳定性。
这种光稳定剂在提高材料耐候性的也能增加其抗氧化和防火性能。
- 光稳定剂的作用机理光稳定剂主要通过以下几种机理发挥其作用:1. 吸收并转化紫外线能量:有机光稳定剂能够吸收紫外光能量,并将其转化为热量。
这一过程减少了紫外光对材料的吸收,从而降低了材料的温度,延长了其使用寿命。
2. 消除自由基:紫外线辐射会引起自由基的产生,而自由基是材料老化的主要原因之一。
光稳定剂中的抗氧化剂作用于自由基,捕捉并消除其活性,从而降低材料老化速度。
3. 重链转移:光稳定剂中的某些成分能够与聚合物链发生反应,从而减缓或延缓紫外线引起的链断裂反应。
这种重链转移机制能够提高材料的耐候性和物理性能。
4. 阻挡紫外线:无机光稳定剂能够反射和散射紫外线,减少其对材料的吸收。
光稳定剂的作用及分类
光稳定剂的作用及分类光稳定剂定义Lightstabilizer,lightstabilityagent,photostabilizer,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。
光稳定剂作用机理光稳定剂的作用机理因自身结构和品种的不同而有所不同。
有的可以屏蔽、反射紫外线或吸收紫外线并将其转化为无害的热能;有的可猝灭被紫外线激发的分子或基团的激发态,使其回复到基态,排除或减缓了发生光氧化还原反应的可能性;有的因捕获因光氧化还原产生的自由基,从而阻止了导致制品老化的自由基反应,使制品免遭紫外线破坏。
工业上对光老化的有效防止阻缓,多以两种以上有不同作用机理的抗老化剂复配,因为各种抗老化剂特别是光吸收剂都有自身对紫外线不同的吸收波段。
复配配方如:二笨甲酮+苯并三唑类加受阻胺(HAL)类,可以起到单一光稳定剂所无法达到的最佳效果。
防晒化妆品中所加入的紫外线吸收剂,其防晒机理也是基于分散或吸收入射到皮肤表面上的紫外线,从而使皮肤避免或减少受到紫外线伤害。
光稳定剂分类一、按作用机理可分为1)光屏蔽剂、2)紫外线吸收剂(UVabsorber)、3)猝灭剂(quencher)、4)自由基捕获剂。
1)光屏蔽剂:它的作用就像在聚合物和光辐射之间设置了一道屏障,使光不能直接辐射到聚合物的内部,令聚合物内部不受紫外线的危害,从而有效地抑制光氧化降解。
2)紫外线吸收剂:它的作用机理在于能强烈地吸收聚合物敏感的紫外光,并能将能量转变为无害的热能形式放出。
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,使其回到基料,从而保护聚合物免受紫外线的破坏。
塑料抗氧剂和光稳定剂的作用功能
亚磷酸酯抗氧剂和含硫抗氧剂
同为辅助抗氧剂。辅助抗氧剂的主要作用机理 是通过自身分子中的磷或硫原子化合价的变化, 把塑料中高活性的氢过氧化物分解成低活性分 子。国内亚磷酸酯抗氧剂生产消费量约占国内 抗氧剂生产消费总量的30%。国内生产的含硫 抗氧剂按分子结构可分为硫代酯抗氧剂、硫代 双酚抗氧剂和硫醚型酚三类。
1.2.4 使用环境
表6 不同抗氧剂体系在不同温度下的热稳定效果 烘箱温度 抗氧剂
0.25%330+0.25%DSTP 0.25%1010+0.25%DSTP
125℃ 129 90 136
140℃ 83 83 83
150℃ 46 37 25
0.25%3114+0.25%DSTP
2 抗氧剂、光稳定剂的选用原则
含35%高岭土
375 940
1.2.3 加工过程
抗氧剂、光稳定剂在塑料制品中的添加总量一 般在0.5%~1.5%之间,如果混料时大量粘结 在混料器内壁,或热加工时挥发量过高,制品 中实际抗氧剂、光稳定剂比例数量将低于配方 设计量。如果加工时抗氧剂、光稳定剂与树脂 混合不均匀,制品中抗氧剂、光稳定剂也必然 分布不均。在使用过程中,制品的力学性能是 由抗氧剂、光稳定剂分布量过低或最低的局部 力学性能决定的,局部的低力学性能导致了防 老化塑料制品提前失去使用价值。
2.2 常用抗氧剂、光稳定剂 与常用树脂的对应选择关系
同一主系列树脂因聚合工艺、分子结构等方面 的不同,分为若干支系列,如聚乙烯PE系列中的 高密度聚乙烯HDPE、低密度聚乙烯LDPE、线性 低密度聚乙烯LLDPE,聚氯乙烯PVC系列中的硬聚 氯乙烯U—PVC、软质聚氯乙烯P—PVC、抗冲击 聚氯乙烯I—PVC等。同一主系列树脂中,不同支 系列树脂的自身抗热氧化、抗光氧化的能力存在 差异,设计塑料配方时须加以了解。
光稳定剂和紫外线吸收剂的的比例
光稳定剂和紫外线吸收剂在化妆品和日用品中起着非常重要的作用,它们能够有效保护产品中的活性成分免受光线和紫外线的损害。
在产品配方设计中,光稳定剂和紫外线吸收剂的比例至关重要。
下面我们来详细探讨光稳定剂和紫外线吸收剂的比例问题。
一、光稳定剂与紫外线吸收剂的定义和作用1. 光稳定剂光稳定剂是一类具有抗紫外线辐射能力的化学物质,它能够吸收或反射紫外线,从而保护产品中其他的活性成分不被紫外线破坏,延长产品的保质期和有效期。
2. 紫外线吸收剂紫外线吸收剂是一类能够吸收紫外线并将其转化为热能的化学物质,它能够减少紫外线对产品中其他成分的影响,提高产品的稳定性和安全性。
二、光稳定剂与紫外线吸收剂的比例原则1. 光稳定剂的比例光稳定剂的比例要根据产品的使用环境和含有的活性成分来确定,通常情况下,光稳定剂的比例应该在1-5之间,过高或过低的比例都会影响产品的稳定性和防护效果。
2. 紫外线吸收剂的比例紫外线吸收剂的比例与光稳定剂相比较灵活,一般情况下可根据产品的防护要求和成本性能比来确定,但需要注意的是,过高的紫外线吸收剂比例可能会导致产品的黏稠度增加,影响产品的使用感受。
三、光稳定剂与紫外线吸收剂的比例调配技巧1. 考虑产品的使用环境在确定光稳定剂和紫外线吸收剂的比例时,需要充分考虑产品的使用环境,如室外使用的产品需要更高比例的光稳定剂和紫外线吸收剂来保护产品的活性成分。
2. 结合活性成分的特性不同的产品所含有的活性成分和性质是不同的,因此在确定光稳定剂和紫外线吸收剂的比例时,需要充分考虑活性成分的特性,选择适合的光稳定剂和紫外线吸收剂搭配。
四、光稳定剂与紫外线吸收剂的比例优化建议1. 定期进行产品稳定性测试定期进行产品的稳定性测试,可以帮助我们总结产品在不同比例下的稳定性和防护效果,从而为我们提供调整比例的依据。
2. 注意光稳定剂和紫外线吸收剂的相容性一些光稳定剂和紫外线吸收剂在搭配使用时可能会产生相容性问题,这就需要我们在选择配方时选择相容性较好的光稳定剂和紫外线吸收剂。
光稳定剂
性质 白色或微黄色粉末,相对分子质量 438.6。熔点 192~197℃。最大吸收波长为
265nm。在各种有机溶剂中的溶解度(g/100g 溶剂,20℃)如下表:
溶剂
溶解度
溶剂
异丙醇
2
甲醇
1
乙烷
1
氯仿
41
甲苯
13
用途 本品在紫外区的最大吸收峰为 265nm,故可用作聚合物的光稳定剂,也可用作抗
二、苯甲酸酯类光稳定剂
6
化学名 间苯二酚单苯甲酸酯(RMB) 英文名 resorcino monobenzoate
3/38
化学文摘 CAS No.136-36-7 结构式
性质 白色结晶粉末,相对分子质量 214.2。熔点 132~135℃,沸点 140℃(20Pa),
表观密度 0.68g/cm3(20℃)。易溶于丙酮和乙醇,微溶于苯和水,在邻苯二甲酸二辛酯中 的溶解度随温度的升高急剧上升。
用途 用作光稳定剂,与聚合物树脂相容性极好,价格低廉,常用于聚氯乙烯、聚乙烯
和聚丙烯塑料,一般用量为 0.25%~4%。用于聚氯乙烯和聚乙烯农膜时,用量为 0.3%~1 %,能有效地吸收对植物有害的短波紫外线,透过对植物生长有利的长波紫外线,既能起光 稳定作用,又不影响农作物的生长。本品也与其他光稳定剂并用,如三嗪-5、UV-531、GW -540 等,效果更佳。
光稳定剂
由于杂质和结构缺陷的存在,高分子材料对波长为 290-400nm 的紫外光较为 敏感。紫外光的能量足以破坏高分子材料的化学键,导致光激发和光破坏,引起 光、氧联合的光氧化过程,最终使高分子材料因光降解或由光引发的光氧化降解 而老化。
添加光稳定剂是提高高分子材料的光稳定性的最有效途径之一。光稳定剂的 作用机理因自身结构和品种不同而不同。有的能屏蔽紫外线或吸收紫外线并将其 转化为无害的热能;有的可淬灭被紫外线激发的分子或基团的激发态,使其回复 到基态;有的则推广捕获因光氧化产生的自由基,抑制光氧化链式反应的进行, 使高分子材料免遭紫外线的破坏。由于很多光稳定剂特别是早期产品都能吸收紫 外线,因此习惯上也将光稳定剂称为紫外线吸收剂。但是,光稳定效率最高的还 属自由基捕获剂类的光稳定剂
光稳定剂 866 成分
光稳定剂 866 成分光稳定剂866是一种常用的添加剂,广泛应用于塑料、涂料、橡胶等领域。
它的主要功能是在材料的加工和使用过程中,有效防止材料因光照、热氧化等因素而发生老化、退色、劣化等现象,从而延长材料的使用寿命。
光稳定剂866的成分主要包括苯并三唑类化合物、苯并二唑类化合物、羰基类化合物等。
这些成分具有良好的光稳定性能,可以吸收紫外线、蓝光等有害光线,防止其对材料的破坏。
同时,光稳定剂866还具有抗氧化、抗热老化等功能,可有效保护材料的物理性能和化学性能。
在塑料领域,光稳定剂866被广泛应用于聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等材料中。
这些材料在户外长时间暴露于阳光下,容易发生老化、退色等问题。
添加光稳定剂866可以有效防止紫外线的侵害,保持塑料的原有色泽和物理性能。
此外,光稳定剂866还可以提高塑料的热稳定性,延长其使用寿命。
在涂料领域,光稳定剂866可以用于水性涂料、溶剂型涂料等各种类型的涂料中。
涂料在室外环境中,经常受到紫外线的照射,容易发生色泽变化、粉化、脱落等问题。
添加光稳定剂866可以有效吸收紫外线,防止其对涂层的破坏,保持涂层的外观和性能稳定。
在橡胶领域,光稳定剂866可用于天然橡胶、合成橡胶等材料中。
橡胶制品在户外长时间使用,容易发生老化、劣化等问题。
添加光稳定剂866可以延缓橡胶的老化速度,提高橡胶制品的耐候性和使用寿命。
同时,光稳定剂866还可以提高橡胶制品的抗氧化性能,防止橡胶发生氧化老化。
除了上述应用领域,光稳定剂866还可以用于纺织品、塑料包装膜、电缆材料等各种材料中。
在纺织品中,光稳定剂866可以提高织物的耐光性,防止织物因长时间暴露于阳光下而发生褪色、劣化等问题。
在塑料包装膜和电缆材料中,光稳定剂866可以提高材料的耐候性和抗老化性能,延长材料的使用寿命。
光稳定剂866是一种功能强大的添加剂,具有良好的光稳定性能和抗老化性能。
它在塑料、涂料、橡胶等领域的广泛应用,为材料的使用寿命提供了有效保障。
光稳定剂 光伏
光稳定剂光伏
光稳定剂是一种能够防止光照引起的化学反应和降解的添加剂。
在光伏领域中,光稳定剂主要用于保护太阳能电池板和其他光电器件不受紫外线、高温等因素的损害。
一般来说,太阳能电池板的表面覆盖有一层透明的聚合物薄膜,这种薄膜可以防止水分和灰尘的进入,并且还能提高电池板的透光度。
但是,在长时间的使用过程中,这种聚合物薄膜会受到紫外线、高温等因素的影响,导致其降解和老化,从而降低电池板的效率和寿命。
为了解决这个问题,光稳定剂被引入到太阳能电池板的制造过程中。
光稳定剂能够吸收紫外线和其他有害光线,并且将其转化成热能释放出去,从而达到保护聚合物薄膜的效果。
同时,光稳定剂还能够抵御高温和化学腐蚀等因素,保障太阳能电池板的长期稳定运行。
除了太阳能电池板外,光稳定剂还可以用于其他光电器件的制造中,比如LED灯、光纤等。
随着光伏技术的不断发展和应用,光稳定剂的作用也会越来越重要,为光伏产业的发展注入新的动力。
- 1 -。
光稳定剂的应用与技术发展
光稳定剂的应用与技术发展摘要:随着国际工业的快速发展,我国光稳定剂在工业产能、产量、品种数量、国内消费量、出口量均有大幅增长。
光稳定剂可以明显地延长塑料制品的使用寿命,有效的提高塑料制品的使用价值,具有十分重要的社会和经济价值。
本文主要论述了光稳定剂的一些应用和现今的技术发展状况。
关键词:光稳定剂、PVC、HALS,UVC。
涂料、塑料、橡胶、合成纤维等制品在日光或强的荧光下,因吸收紫外线而引发自动氧化,导致聚合物降解,使制品的外观和物理机械性能恶化,这一过程称为光氧化或光老化。
而光稳定剂可以提高高分子材料的光稳定性,能够防止高分子材料发生光氧化和光老化,大大延长它们的使用寿命。
光稳定剂的用量极少、价格高、用途广泛,目前,在各种塑料制品、纤维、橡胶制品、涂料、油漆粘合剂中,光稳定剂是必不可少的添加组分。
在汽车部件的塑料化发展中,对耐候性的要求更高,随之对光稳定剂的需求量也更大。
目前,全球光稳定剂市场以高于整个塑料助剂市场2%的速度增长。
可以预期,随着聚合物材料应用领域的不断拓宽,光稳定剂的重要作用将进一步显示出来。
1.光稳定剂的类别常用的光稳定剂按其作用机理大致可分为4类,即紫外线吸收剂、猝灭剂、自由基捕获剂和光屏蔽剂。
下面介绍一下这4类光稳定剂:1.1紫外线吸收剂(UV A)紫外线吸收剂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。
UV A按化学结构主要可分为5 类:邻经基二苯甲酮类,如UV一,UV一531等;苯并三哇类,如tjv一P,UV一327,UV一326等;水杨酸醋类,BAD、TBS、OPS等;三嗓类,如紫外线吸收剂三嗦一5等;1/2取代丙烯睛类,如UV一Absorbe:317等。
近年来,UV A 常作为辅助光稳定剂与受阻胺类光稳定剂共同使用,尤其在聚烯烃或涂料中更是如此。
1.2猝灭剂猝灭剂与紫外线吸收剂都是通过转移光能而达到光稳定目的的。
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为什么要使用光稳定剂
一紫外线的定义
太阳辐射的电磁波在通过宇宙空间和大气层时波长为290nm以下和3000nm以上的射线几乎都被滤除,实际到达地面的电磁波波长为290nm~3000nm,其中波长范围为400nm~800nm 的是可见光,约占40%,对人类和物质有利而无害;波长为800~3000nm的是红外线,约占55%;波长为290~400nm的是紫外线(UV),对人类和物质具有极大的危害。
紫外线分为三个区域:UV-A区,315—400nm;UV--B区,280-315nm;UV--C区,180--280nm;紫外线中能量最高最有害的是UV-C区180-280nm的紫外线,大部分都被大气层中的二氧化碳所吸收,难以达到地面;UV-A区的的紫外线危害小于UV-B区,但是长时间过量照射也会造成危害。
人类过量的受到UV-B区紫外线的照射,皮肤会产生红斑、水泡等,甚至有致癌危险。
因此,对紫外线的吸收和防护主要体现在UV-B区紫外线的防护。
二紫外线对聚烯烃高分子材料的危害
聚烯烃高分子材料制品在阳光照射下会被降解,使树脂的分子链中产生自由基,自由基进一步与氧反应形成氧化自由基及过氧化自由基,自由基活性很强,能夺取树脂分子连中的氢,形成氢过氧化物,不稳定的氢过氧化物又会裂解成新的自由基氧化物和氢氧化物,连续不断的产生催化和氧化作用,使高分子材料的分子链完全断裂,严重影响了聚烯烃高分子材料的寿命,这种不利影响通常体现在褪色、表面开裂、失光、拉伸强度、断裂伸长率机械性能下降等一系列变化。
这是因为紫外线辐射可以致使聚合物中的化学键断裂,从而引发严重的光降解反应,进而导致材料物理性能的损失。