光稳定剂的简单介绍
光稳定剂的基本情况
光稳定剂(英文名称Light stabilizerphotostabilizer)是高分子制品(例如塑料橡胶涂料合成纤维)的一种添加剂它能屏蔽或吸收紫外线的能量猝灭单线态氧及将氢过氧化物分解成非活性物质等功能使高分子聚合物在光的辐射下能排除或减缓光化学反应可能性阻止或延迟光老化的过程从而达到延长高分子聚合物制品使用寿命的目的
太阳光是一种电磁波在其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 太阳光中的紫外线是对高分子材料产生老化作用的主要原因紫外线虽然仅占太阳光的5%左右但是能量却很大高分子聚合物制品吸收紫外线后足以能引发聚合物自我氧化降解破坏聚合物的化学键使其断裂交联导致高分子聚合物制品颜色等外观和物理力学性能发生恶变强度降低寿命缩短这一过程称为光氧化还原或光老化作用 紫外线也能穿过人的皮肤表层破坏皮肤细胞使皮肤逐渐变硬而失去弹性出现皱纹和加快衰老
光稳定剂因自身结构和品种的不同而有不同的功能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和阻缓多以两种以上有不同作用机理的光稳定剂复配对不同波段紫外线进行吸收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
(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