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1.1.22 塑料中为何要加入光稳定剂?
光辐射的能量与波长成反比,波长越短,能量越高。紫外线的强度虽只占太阳光的5%,但其波长最短,能量最高(290~390kJ/mol)。由于聚合物的键能通常在290~400kJ/mol,故很容易被紫外线破坏,使聚合物分子链断裂,分子量下降,各物理力学性能下降等,这是聚合物容易产生光老化,并同时与氧相伴而发生光氧老化。在光氧老化过程中,大分子链逐渐断裂,于是就出现了一系列的老化现象,以致最后丧失其使用性能。一般塑料中添加光稳定剂后,即可抑制和延缓光老化过程的进行,从而延长塑料制品的使用寿命。光稳定剂在塑料中的光稳作用主要通过以下几个方面来实现。
①通过反射或吸收高能量的紫外线,在聚合物与光源之间设立了一道屏障,使光在达到聚合物的表面时就被反射或吸收,阻碍了紫外线深入聚合物内部,从而有效地抑制了制品的老化。
②通过强烈地、选择性地吸收紫外线,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消耗掉,从而防止聚合物的发色团吸收紫外线能量随之发生激发。
③通过分解氢过氧化物的非自由基,阻止引发分子链降解及产生过氧化物。
④通过转移聚合物分子因吸收紫外线后所产生的激发态能,从而阻止过氧化物的产生。
⑤通过捕获自由基、分解过氧化物、传递激发态能量等多种途径,赋予聚合物高度的稳定性。