一、为什么要使用光稳定剂？

事实中，塑料已经成为现代日常生活各方面的不可或缺的一类材料。塑料产品加工深入发展到更多的应用领域，替代了其它材料如玻璃、金属、纸张和木材等。

 

塑料通常在光、氧和热的作用下迅速老化，出现：

 

强度、硬度和柔韧性下降

变色

产生刮痕，失去光泽度

抗氧化剂， 紫外光稳定剂有助于抑制这些作用。

 

二、降解机理

 

大部分塑料产品加工都有链聚合、加聚或者缩聚反应。控制这些反应能产生不同的分子结构：

 

分子量及其分布

支化度

组成

一旦生成的初始产品受到进一步的剪切应力、热、光、空气、水、辐射或者机械载荷等作用，聚合物发生化学反应最后结果造成其化学组成和分子量变化。

 

这些反应依次造成聚合物的力学、光学性能变化。

 

事实上，相对于聚合物的最初的预期性能的任何变化都可称为降解。这样，降解可认为是聚合物上可能发生的任何一种反应。

 

大部分聚合物的光降解过程类似于天然橡胶的最初降解过程：

 

 

 

 

 

这一过程的一个重要特点是一旦氧化反应开始，将引发一个循环式的加速降解链反应而一直进行下去，直到使用稳定剂终止该循环的氧化反应。

 

在阳光和一些人造光线的照射下，塑料产品使用寿命会降低。紫外线辐射能破坏聚合物的化学键。这一作用被称为光降解，最终造成聚合物的破裂、粉化、变色和机械性能下降。

 

光降解一旦开始就按照上面所说明的那样进行。光降解一般同时发生热氧化降解反应。

 

光降解不同于热氧化降解反应，它可以吸收紫外光而引发反应。理论上大部分的纯聚合物不能直接吸收紫外光线，但是聚合物中存在的痕量的其它化合物如降解的产物、催化剂残余会吸收紫外光。因此，有效的热稳定化和加工稳定化是有效的长期光稳定化的首要条件。

 

三、添加剂种类

 

受阻胺类稳定剂

 

 

 

在阳光和一些人造光线的照射下，塑料产品使用寿命会降低。紫外线辐射能破坏聚合物的化学键。这一作用被称为光降解，最终造成聚合物的破裂、粉化、变色和机械性能下降。

 

为了防止紫外光的破坏作用，用紫外光稳定剂来解决阳光暴露下的降解问题。紫外光稳定剂通常分为两类，紫外光吸收剂(UVA)和受阻胺类光稳定剂(HALS)。

 

对大多数易光致降解的聚合物来说，受阻胺类光稳定剂HALS是一种高效的稳定剂。它们本身并不吸收紫外光而是起到限制聚合物降解的作用，在较低的浓度下就能起到显著的稳定作用。受阻胺类光稳定剂是高效长寿的，它的稳定过程是一个循环再生的而不仅仅是消耗的。(更多受阻胺类光稳定剂HALS..)

 

受阻胺类光稳定剂和热氧化的准确的机理是复杂的，难于完全弄清楚。由于该技术的再生特点和典型性的高分子量的稳定剂特点，使得受阻胺类稳定剂能够具有相当长时间的热和光稳定性。

 

 

 

 

 

加工稳定化是很重要的步骤，聚合物产品在加工时产生降解反应产物，该产物能加速聚合物在使用后期的其它类型的降解，这就削弱了聚合物的光稳定性。因此，有效的加工稳定化对生产耐用塑料产品是非常重要的。

 

抗紫外光吸收剂

 

紫外吸收剂能有选择性的吸收有害的紫外射线并以热的形式损耗掉。

 

稳定剂的作用机理遵循比尔-朗伯定律，比尔-朗伯定律反映了紫外线的吸收量与样品厚度和稳定剂浓度这两者的函数关系。

事实上常使用高浓度的吸收剂和足够厚度的聚合物来有效的抑制光降解。

 

紫外吸收剂苯甲酮和苯并三唑在工业生长中得到广泛的使用。