光稳定剂简介.
《光稳定剂》课件
橡胶
橡胶制品在户外使用时容易受到紫外线的 影响而发生降解，因此光稳定剂在橡胶制 品中也有广泛应用，如轮胎、输送带等。
其他高分子材料
光稳定剂还可应用于合成纤维、粘合剂、 密封剂等高分子材料的生产中，以提高其 耐久性和稳定性。
02
光稳定剂的作用机理
光氧化反应
光氧化反应是光与物质相互作用引发的氧化反应，是光化学反应的一种形式。在 光的作用下，物质分子吸收光能，由基态跃迁至激发态，激发态不稳定，容易发 生化学反应或能量转移。
氧化偶联法
总结词
氧化偶联法是一种通过氧化偶联反应合成光稳定剂的方法，涉及将两个有机分子通过氧 化偶联连接在一起。
详细描述
氧化偶联法通常涉及将两个有机分子在氧化剂的作用下进行反应，生成新的碳碳键或碳 杂键。在氧化偶联反应中，需要选择适当的氧化剂和反应条件，以确保获得高纯度的产
品。
04
光稳定剂的性能评价
热稳定性
热稳定性是指光稳定剂在高温条件下 保持稳定的能力。良好的热稳定性有 助于防止光稳定剂在加工过程中分解 ，从而提高产品的稳定性。
热稳定性的评价通常通过加热试验、 热重分析等方法进行，以检测光稳定 剂在不同温度下的稳定性表现。
光稳定性
光稳定性是指光稳定剂能够吸收和散射光线，防止材料受到紫外线照射而老化的能力。光稳定性越强 ，材料在阳光下保持颜色的持久性越好。
光稳定剂
目录
• 光稳定剂简介 • 光稳定剂的作用机理 • 光稳定剂的合成方法 • 光稳定剂的性能评价 • 光稳定剂的发展趋势与展望 • 光稳定剂的未来市场预测
01
光稳定剂简介
定义与特性
定义
光稳定剂是一种能够抑制或减缓塑料 、橡胶等高分子材料在光照条件下发 生降解的添加剂。
光稳定剂
光稳定剂百科名片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。
涂料、塑料、橡胶、合成纤维等制品在日光或强的荧光下(因为含有害紫外线较普通荧光灯多），因吸收紫外线而引发自我氧化，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还原或光老化。
紫外线也能穿过人体皮肤表层，破坏皮肤细胞，使皮肤真皮逐渐变硬而失去弹性，加快衰老和出现皱纹。
目录[隐藏]光稳定剂定义光稳定剂作用机理光稳定剂分类光稳定剂选择[编辑本段]光稳定剂定义Light stabilizer ,light stability agent,photo stabilizer, 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。
[编辑本段]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。
[编辑本段]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(UV absorber)、3）猝灭剂(quencher)、4）自由基捕获剂。
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。
光稳定剂
第一节
第二节
光稳定剂概述
光稳定剂的作用机理
第三节
第四季 第五节
光稳定剂的选用原则
光稳定剂在聚合物中的应用 光稳定剂的发展概况和发展趋势
2
第一节
光稳定剂概述
由书中P67表3-1和表3-2可看出有机
化合物的波长通常在290—400nm 所以容易被紫外线破坏，因此需要
用到光稳定剂。
3
光稳定剂：凡能抑制或减缓光降解过程进行的措
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。
12
第三节
光稳定剂的选用原则和应用
树脂的敏感波长与紫外线吸收剂的有效波长的一 致性。
与其他助剂的协同效应 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。
13
光稳定剂的并用 制品的厚度和稳定剂的用量：薄制品和纤
4、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。
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第五节 光稳定剂的发展概况 和发展趋势
一、光稳定剂的国内外生产状况
二、光稳定剂的发展趋势
1、传统光稳定剂的应用性能特点 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。
抗氧剂以及硫代二丙酸酯类抗氧剂并用时，效果
更佳。
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3、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
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。
第五章光稳定剂
21
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，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。
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紫外线吸收剂所包括的化合物类型比较广泛，但
道防线，每一道防线都可抑制紫外线的破坏作用。在设计
防护配方时，具体选哪种稳定剂，设置一道还是多道防线， 要视制品的要求和使用环境而定。 2、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、草酰胺类定剂是紫外线吸收剂和受
4
再如聚丙烯制品，如果不作稳定化处理，其户外 使用寿命只有几个月，大大影响了材料户外使用 的经济性和环保性，限制了其应用范围。 因此，研究弄清聚合物材料发生光老化作用的原 因及其具体物理－化学机理，并在此基础上研究 开发出有效的聚合物材料光稳定方法，对于聚合
物材料工业及相关行业的发展具有重要的意义。
实践中行之有效的聚合物光稳定方法是使用各种
光稳定剂。
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光稳定剂：凡能抑制或减缓光降解过程进行的措 施，称为光稳定。所加入的物质称光稳定剂或紫 外光稳定剂。 光稳定剂对于防止或减缓塑料老化，延长其贮存 和使用寿命是十分有效的。用极少量（0.01%～ 0.5%）就可达到目的。
15
四、光稳定剂的分类
稳定过程都是从阻止光引发的角度赋予聚合物光
稳定性功能.。
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第三节
光稳定剂的主要品种 及应用
一、光稳定剂的主要品种 1、二苯甲酮类 二苯甲酮类光稳定剂是邻羟基二苯甲酮的衍生物， 有单羟基、双羟基、三羟基、四羟基等衍生物。
光稳定剂的种类及其作用机理
光稳定剂的种类及其作用机理光稳定剂（Light Stabilizers）是一种重要的添加剂，用于提高聚合物材料、涂料和油漆等有机材料的耐候性和光稳定性。
它可以有效延长有机材料的使用寿命，防止色素退色、表面发黄、裂化或变质等问题。
光稳定剂的作用机理主要通过吸收或反射和分散紫外线辐射，抑制自由基和离子化的产生，从而保护有机材料不受紫外线辐射的损害。
根据其作用机理，光稳定剂可以分为吸收型光稳定剂和反射型光稳定剂两大类。
一、吸收型光稳定剂吸收型光稳定剂是一类能够吸收紫外线能量的化合物，其主要作用是通过吸收紫外线辐射能量，转化为较低能量的热能，从而减少有机材料的紫外线穿透性。
典型的吸收型光稳定剂有苯基三嗪类、苯三咪啉类、苯二酮类、杂环杂酮类、二噻吩类等。
1.苯基三嗪类：如二苯基三嗪（UV-9）、二氯二苯基三嗪（UV-24）、二氯二苄基三嗪（UV-326）等。
它们主要通过吸收UV-A区的紫外线，转化为无害的热能，从而保护有机材料。
相比其他吸收型光稳定剂，苯基三嗪类具有吸光度高、光解产物稳定等特点。
2. 苯三咪啉类：如常用的光稳定剂944、Tinuvin 292等。
它们主要吸收UV-A和UV-B区的紫外线，通过内部光谱滤光作用，减少有害紫外线的吸收，从而减小紫外线辐射对有机材料的破坏。
苯三咪啉类光稳定剂还具有氧化稳定性强、阻止氧化反应的发生等特点。
3.苯二酮类：如光稳定剂UV-531、UV-P;等。
它们吸收UV-A和UV-B区的紫外线，通过内部能量传递作用，将吸收到的紫外线能量转化为较低的热能。
苯二酮类光稳定剂具有吸收范围较宽、光稳定性好等优点，广泛应用于聚合物材料和涂料中。
二、反射型光稳定剂反射型光稳定剂是一类具有高反射率的颜料，通过其特殊的光反射机制，有效地反射和分散紫外线辐射。
典型的反射型光稳定剂有金属颜料、硅酸钙类、氧化锌等。
1.金属颜料：金属颜料如金属铝、金属银等具有高反射率的特点，可以将紫外线辐射反射回去，起到防护作用。
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光稳定剂简介
Department of Architectural Engineering AVTC
安徽职业技术学院建筑工程系
光稳定剂
概述
高分子材料在使用过程中由于日光照射而导致降解，使
制品的性能劣化的现象称为光老化或气候老化。
凡是能够抑制或减缓光老化，延长其使用寿命的物质都 称为光稳定剂。
R R
2ROO. ROO. + RO.
ROOR +
O2 +
R
O
O.
R
O
O.
ROR
O2
光稳定剂
作用机理
根据聚合物光老化降解的原理，光稳定过 程必须从以下几个方面进行： 紫外线的屏蔽和吸收 氢过氧化物的非自由基分解 猝灭激发态分子 钝化重金属离子 捕获自由基
Hale Waihona Puke 谢！Department of Architectural Engineering AVTC
安徽职业技术学院建筑工程系
光稳定剂
作用机理
能量释放的途径
hv
A0 A* A*
A* A0 A0 + + A0 荧光或磷光 热能 + B* 发射荧光回到基态 热的形式传递其它分子回到基态 激发态分子B可完全进行化学反应
A* + B0
光稳定剂
作用机理
光化学反应 紫外光波长短，能量高，容易引发自由基反应，破坏 化学键并同时与氧化相伴发生光氧化反应。 链引发
RH hv R. + H. ROO. + O2 ROOH RO. + .OH ROO. + H.
R. + O2
R H*
光稳定剂
作用机理
链增长
RO O. + RH RO OH + R. R . + .O O H RO . .O H + +
RH RH
ROO H
R. +
+
R.
H 2O
链终止
R. + R.
光稳定剂
概述
皮 肤 的 光 老 化
光稳定剂
概述
UVB：即时强大的能量，作用于 表皮层，导致晒伤、晒黑，甚至引
起过敏和病变。
UVA：持久的穿透力，能深入真 皮层，刺激自由基产生，加速老化。
光稳定剂
作用机理
在光的作用下，聚合物激发态分子发生光 物理过程和光化学反应。 光物理过程
分子的光物理 过程示意图