高分子材料的光稳定剂
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
192
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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。
第5章 光功能高分子材料(共120张PPT)
Eh hc
第五章 光功能高分子材料_概述
• 物质对光的吸收程度即透光率T可以用Beer-Lambert公 式表示：
•
lgT lg I lc
I0
• ε：摩尔消光系数，表示该种物质对光的吸收能力，仅与
化合物的性质和光的波长有关。I为透射光强度，I0为入 射光强度，c为分子摩尔浓度，l为称程长度。上述公式仅
• 光引发阳离子开环聚合：适用于多种具有环张力的单体，如 缩醛、环醚、环氧化物和β-内酯、硫化物、硅酮等。
• 2〕光刻胶或光致抗〔诱〕蚀剂：在光的作用下可以发生 光光交联或者光降解，反响后其溶解性能发生显著变化的 聚合材料，具有光加工性能。
第五章 光功能高分子材料_概述
• 3〕高分子光稳定剂：能够大量吸收光能，并且以无害方式 将其转化成热能，以阻止聚合材料发生光降解和光氧化反 响，这种参加高分子材料中具有抗老化作用的材料被称为 光稳定剂
• 荧光量子效率：荧光强度与入射光强度的比值。
第五章 光功能高分子材料_概述
• 光量子效率与结构有关
第五章 光功能高分子材料_概述
• 四．激发态的淬灭
• 激发态的淬灭：能加速激发态分子以非光形式衰减到基 态或者低能态的过程。
• 激发态的淬灭可通过参加淬灭剂实现
• 由淬灭的机理可分为动态淬灭和静态淬灭
• 光敏剂〔增感剂〕：吸收光能后跃迁到激发态，然后发生 分子内或分子间能量转移，将能量传递给另一个分子，光 敏剂回到基态。增感剂引起的化学反响通常在三线态进行。
第五章 光功能高分子材料_概述
• 5.1.3 光化学反响 • 光聚合 • 光交联反响 • 光降解反响 • 光异构化
• 一．光聚合与光交联 • 光聚合：化合物由于吸收了光能而发生化学反响，引起产物
耐老化高分子材料的研究及应用
耐老化高分子材料的研究及应用聚合物及其制品在使用或贮存过程中，由于受众多环境因素（光、热、氧、潮湿、应力、化学侵蚀等）的影响，其性能（强度、弹性、硬度、颜色等）逐渐变坏，如外观上变色发黄、变软发粘，变脆发硬，物化性质上分子量、溶解度、玻璃化温度的增减，力学性能上强度、弹性的消失等等，这些现象统称为老化。
其实它跟金属的腐蚀是相似的。
高分子的老化方式主要有光氧化、热氧化、化学侵蚀、生物侵蚀等。
一、光氧化涂料、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聚合物在光的照射下，分子链的断裂取决于光的波长与聚合物的键能，各种键的离解能为167～586kJ/mol 。
在可见光范围内，聚合物一般不被离解，但呈激发状态。
应此在氧存在下，聚合物易发生光氧化过程。
例如聚烯烃RH，被激发了的C —H 键容易与氧作用。
—RH+ O2 —→R•+•O—OHR•+O2—→R—O—O•—RH→R—O2H+R•此后开始连锁式的自动氧化降解过程。
水、微量的金属元素特别是过渡金属及其化合物都能加速光氧化过程。
为延缓或防止聚合物的光氧化过程，需要加入光稳定剂。
光稳定剂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。
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，其中，紫外线对聚合物的破坏作用最大。
为了阻止紫外线对高分子材料的老化作用，可以加入光稳定剂。
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。
抗氧剂与光稳定剂
内因： ①高分子材料的分子结构； ②所用助剂； ③加工方法。
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第二节 抗氧剂
一、聚合物的氧化降解 聚合物的降解是指聚合物分子量变小的
化学反应过程的总称，其中包括解聚、无规 断链、侧基和低分子物的脱除等反应。 影响降解的物理—化学因素很多，如热、 机械力、超声波、光、氧、水、化学药品、 微生物等。
常用的抗氧剂：
(H3C) 3C
OH C(CH 3)3
CH3
2，6-二叔丁基-4-甲酚（264）
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b.烷基多酚
典型品种抗氧剂2246，挥发性小，用量 一般低于1%。
抗氧剂425，其特点是污染更性小；
抗氧剂CA为三元酚抗氧剂，具有良好 的稳定作用；用量0.02%~0.5%。
抗氧剂330也是一种三元酚抗氧剂，高
在干胶中易分散于水中。在橡胶中的溶解度比防老 剂A低，约为1.5%。当用量超过2份时会喷霜，与防老 剂A并用则可避免。具污染性，不适于浅色制品。用量 范围一般为0.5~2份。这类防老剂因原料易得、制造简
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单、价格低廉，故目前在国内还占有一定的地位 。
防老剂RD
本品为琥珀至灰白色树脂状粉天，无毒。 软化点不低于74℃。能溶于丙酮、苯、氯仿、 二硫化碳、微溶于石油烃；不溶于水。能抑 制条件较苛刻的氧化，热老化及天候老化作 用，但对屈挠龟裂防护效果较差。
（4）、在PS中的应用 选用二苯甲酮类、苯并三唑 类。
（5）、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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3、光稳定剂的发展趋势
高效、复合、多功能、高附加值，同时开 发反应型光稳定ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ新品种。
功能高分子材料
第一章绪论性能：材料对外部作用的抵抗特性。
高性能高分子材料：对外部作用有特别强的抵抗能力的高分子材料。
功能高分子材料：是指当有外部刺激时，能通过化学或物理的方法做出响应的高分子材料。
(具有特殊物理化学性质的的材料)通用（常规）高分子材料：应用面广、量大，价格较低。
eg：纤维、塑料、橡胶、涂料、粘合剂。
特种高分子材料：功能高分子材料属于特种高分子材料最早的功能高分子是合成的酚醛型离子交换树脂。
一般采用按其性质、功能或实际用途对功能高分子材料进行分类：1. 反应型高分子材料（包括高分子试剂、高分子催化剂等；）2. 光敏型高分子（包括光稳定剂、光刻胶、光致变色材料等。
）3. 电性能高分子材料（包括导电聚合物、能量转换型聚合物、电致发光和电致变色材料以及其他电敏感性材料等。
）4. 高分子分离材料（包括各种分离膜、缓释膜和其他半透性，膜材料、离子交换树脂、高分子螯合剂、高分子絮凝剂等。
）5. 高分子吸附材料（高分子吸附性树脂、高吸水性高分子、高吸油性高分子等。
）6. 高分子智能材料(高分子记忆材料、信息存储材料和光、磁、pH、压力感应材料等。
)7. 医药用高分子材料(医用高分子材料、药用高分子材料和医药用辅助材料等。
)8. 高性能工程材料(高分子液晶材料，耐高温高分子材料、高强高模量高分子材料、阻燃性高分子材料和功能纤维材料、生物降解高分子等。
)！！！功能高分子材料的制备策略功能型小分子材料的高分子化、已有高分子材料的功能化、多功能材料的复合。
功能型小分子材料的高分子化的实现途径：①化学键连接的化学方法，如共聚、均聚等（举例1：丙烯酸，可用于制备离子交换树脂、高吸水性树脂等。
举例2：含双键的环氧丙烯酸酯，广泛用于制备功能性粘合剂。
）②物理方法，如共混、吸附、包埋等。
（维生素C微胶囊）（1）带有功能型基团可聚合单体的聚合法——包括两步骤。
（a）在功能性小分子中引入可聚合基团，或在含有可聚合基团单体中引入功能性基团；(b）进行均聚或共聚反应生成功能聚合物。
紫外线光稳定剂工作原理及应具备的条件
紫外线光稳定剂工作原理及应具备的条件
紫外线吸收剂(UVA)是一种光稳定剂，能吸收阳光及荧光光源中的紫外线部分，而本身又不发生变化。
塑料和其他高分子材料在日光和荧光下，因紫外线的作用，产生自动氧化反应，导致聚合物的降解而劣化，使外观及机械性能变坏。
加进紫外线吸收剂后可选择性地吸收这种高能量的紫外线，使之变成无害的能量而开释或消耗。
根据聚合物的种类不同，使其劣化的紫外线波长也不相同，不同的紫外线吸收剂可吸收不同波长的紫外线，使用时，应根据聚合物的种类选择紫外线吸收剂。
紫外线吸收剂应该具备以下条件：
(1) 可强烈地吸收紫外线。
(2) 热稳定性好，即使在加工中也不会因热而变化，热挥发性小。
(3) 化学稳定性好，不与制品中材料组分发生不利反应。
(4) 混溶性好，可均匀地分散在材料中，不喷霜，不渗出。
(5) 吸收剂本身的光化学稳定性好，不分解，不变色。
(6) 无色、无毒、无臭。
(7) 耐擦洗
(8) 价廉、易得。
高分子材料的抗老化措施分析
高分子材料的抗老化措施分析摘要：高分子材料具有性能优异的特点，市场占有率也逐步提高，应用范围也很广，很多领域都有使用。
然而，由于光照、湿度和温度等外部因素的影响，高分子材料的物理特性和结构容易产生变化，导致老化。
为了进一步提升高分子材料的抗老化效果，必须充分了解影响老化的因素，分析老化机理和老化过程，从而提升高分子材料的高性能，推广高分子材料的应用，提升行业水平。
关键字：高分子材料；老化；预防措施1高分子材料1.1.高分子材料的概念高分子材料也称为聚合物材料，是以高分子化合物为基础，再加入其他添加剂而最终形成的一种材料。
高分子材料有着非常广泛的应用范围，无论是生产日常用品还是生产高科技产品，高分子材料都发挥了作用。
因此，材料领域的发展过程中，高分子材料是最快的。
使用高分子材料过程中，会因为外界环境和化学介质的综合作用，而改变了高分子材料的化学结构，最终产生了物理结构的变化，如材料变硬、变脆、发粘、变色等等。
这些都是高分子材料的老化，而老化的实质就是物理化学性质发生了变化。
1.1.高分子材料的优势按照材料的来源分类，高分子材料可以分为天然高分子材料和合成高分子材料。
天然高分子材料，如天然纤维和天然橡胶等，是可以直接从自然界获得并使用的高分子材料。
合成高分子材料是一种合成聚合物，种类更为广泛，可分为合成橡胶、合成纤维和塑料。
天然高分子材料或合成高分子材料两者都具有其他材料所不具备的稳定分子量的优点。
高分子材料具有许多其他材料无法代替的优点，比如：材料质量轻，实用且方便运输；强度高，高强度高分子材料的强度比钢的强度更高，是一种强度高、重量轻的材料；导热系数低，绝缘效果理想；化学稳定性和耐腐蚀性高，一般的酸、碱、盐或油脂都无法腐蚀材料；韧性、拉伸性好；具有良好的电气绝缘性；耐磨性极佳，一些高分子材料在摩擦时具有很强的耐磨性。
2引起高分子材料老化的因素在实际生产生活中，引起高分子材料老化的因素有很多。
2.1从物理的角度来讲辐射、光照、电、温度过高、外力等因素都会使高分子材料出现老化，光照和辐射会引起高分子材料的分子结构发生改变，温度和热度的升高都容易加重高分子材料散热的难度，促使高分子材料出现老化现象。
高分子材料的光学性质及其应用研究
高分子材料的光学性质及其应用研究高分子材料是一类具有广泛应用前景的材料，其独特的物理和化学特性使其成为现代工业生产中不可或缺的一部分。
其中，高分子材料的光学性质引起了人们的广泛关注和研究。
本文将从高分子材料的光学性质出发，探讨其在各种应用中的研究与应用现状。
1. 高分子材料的光学性质高分子材料具有独特的光学性质，其主要表现在如下几个方面：(1) 折射率和反射率高分子材料的折射率是其光学性质中最基本和最重要的参数之一，它影响着材料的透光性和反光性。
一般来说，高分子材料的折射率随波长的变化而变化，这种变化被称为色散现象。
例如，聚碳酸酯的折射率在可见光的波长范围内呈现出正向色散，而聚苯乙烯则呈现出负向色散。
与折射率相对应的是反射率，它是高分子材料的表面反射光线的能力。
一般来说，高分子材料的表面反射率随表面光洁度的提高而提高。
(2) 吸收、透过和散射高分子材料对不同波长的光有不同的吸收和透过特性。
这与材料的结构、取向和化学成分等有关。
例如，聚乙烯对紫外线和蓝色光的吸收很弱，而对红色光的吸收很强，所以聚乙烯制成的透明容器会让红色物体显得更鲜艳。
高分子材料中还存在着一种称为散射的现象，它是在材料中存在不均匀性时产生的。
例如，高分子材料的肌肉纤维状分子会在光线中散射，这使得材料在外界光线的照射下会出现云状或雾状的效果。
(3) 抗衰老性和稳定性高分子材料的抗衰老性和稳定性也是影响其光学性质的重要因素。
材料在长时间的使用中，会受到外界因素（如光、热、湿气等）的影响，从而使其光学性质发生变化。
为了提高高分子材料的抗衰老性和稳定性，需要加入稳定剂等添加剂来进行改性。
例如，聚脂类材料中加入的光稳定剂可有效提高材料的抗老化性能。
2. 高分子材料的应用研究在光电子、信息技术、传感器等领域，高分子材料的应用得到了广泛的研究和应用。
以下是其中的一些代表性应用：(1) 光学薄膜高分子材料的光学薄膜是一种常见的光学元件，它广泛应用于光学传感器、光学滤波器和太阳能电池等领域。
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高分子材料的光稳定剂
一、引言
高分子材料的光稳定剂是一种能够有效提高高分子材料耐光性能的添
加剂。
在高分子材料中，由于长时间暴露在紫外线下，会导致其物理
和化学性质发生变化，从而影响其使用寿命和性能。
因此，为了保障
高分子材料的使用寿命和性能，需要加入光稳定剂。
二、光稳定剂的分类
根据不同的化学结构和作用机理，光稳定剂可分为吸收型、反应型和
复合型三类。
1. 吸收型光稳定剂
吸收型光稳定剂主要通过吸收紫外线来保护高分子材料。
它们可以将
紫外线转化为热能或发生电荷转移过程来达到保护效果。
常见的吸收
型光稳定剂有苯酚类、二酚类、三唑类等。
2. 反应型光稳定剂
反应型光稳定剂主要通过与自由基等活性物质反应来消除它们，从而
达到保护效果。
常见的反应型光稳定剂有亚胺类、硫醇类、酚醛类等。
3. 复合型光稳定剂
复合型光稳定剂是吸收型和反应型光稳定剂的结合体。
它们既能吸收
紫外线，又能消除自由基等活性物质，从而更加有效地保护高分子材料。
常见的复合型光稳定剂有氨基酸类、磷酸盐类、硅酮类等。
三、光稳定剂的选择与应用
选择合适的光稳定剂是保障高分子材料耐光性能的关键。
在选择时需
要考虑以下因素：
1. 高分子材料的种类和使用条件：不同种类的高分子材料在使用条件
下所受到的紫外线辐射强度和波长范围不同，因此需要选择适合该种
高分子材料和使用条件下的光稳定剂。
2. 光稳定剂的化学结构：不同化学结构的光稳定剂对不同波长范围内
的紫外线吸收能力不同，因此需要根据高分子材料所受到的紫外线波
长范围选择适当的化学结构。
3. 光稳定剂的添加量：过多或过少的光稳定剂都会对高分子材料的性
能产生不利影响，因此需要根据高分子材料的种类和使用条件确定适
当的添加量。
在实际应用中，光稳定剂通常以粉末或颗粒形式添加到高分子材料中，也可以通过溶液加入或者在制备过程中加入。
四、发展趋势
目前，随着人们对环保和可持续发展的重视，绿色环保型光稳定剂越
来越受到关注。
这些光稳定剂具有低毒性、低挥发性、无卤素等特点，能够有效地提高高分子材料耐光性能，并且不会对环境造成污染。
因此，在未来的发展中，绿色环保型光稳定剂将成为一个重要的研究方向。
五、结论
高分子材料的光稳定剂是一种非常重要的添加剂，在保障高分子材料
耐光性能方面起着至关重要的作用。
通过选择合适的化学结构、添加
量和使用方法等措施，可以有效地提高高分子材料耐光性能，延长其
使用寿命和提高其性能表现。
未来，绿色环保型光稳定剂将成为高分
子材料光稳定剂的一个重要发展方向。