2012年9月17日 第一版 指南 户外用-防紫外线热塑性塑料 有关这个指南
这个指南清晰地指出了紫外线对注塑热塑性塑料的影响以及如何在一定程度上保护它们。它包括用标准的方法去测试的信息。它还给出了对我们最常用材料的推荐添加配方及技术文件写法。
目录表 1太阳光 1.1紫外光 2辐射
3紫外线辐射的作用 4添加剂
4.1紫外线吸收剂 4.2光稳定剂
4.3紫外线按屏蔽剂 5测试
6颜料和颜色稳定性 7矩阵表 8文件 9参考资料
1太阳光
光其实是一个个被称作光子的小能量包。光的组成是: 可见光 55% 红外线 38% 紫外线 7%
1.1紫外光
根据波长不同,紫外光被分为UVA、UVB和UVC。
1.1紫外光
根据波长不同,紫外光被分为UVA、UVB和UVC。 UVA 320-400nm,可以穿透玻璃造成聚合物降解。
UVB 280-320nm,95%被臭氧层吸收,但它是聚合物降解的主要原因。它也是造成人皮肤被晒伤的主要原因。
UVC 100-280nm,100%被臭氧层吸收。 2辐射
紫外光是一种波长100-400nm的电磁波,相当于从3eV到12.4eV的光子能。 剂量是按照能量与面积的比值计算J/m2或者W.sec/m2.
能量最高时临界波长为290-400nm。实验环境中的疝气灯会被设定到340nm。赤道地区的平均辐射水平为在340nm波长段的测量值为0.35w/m2。最低水平是0.5w/m2(夜间)。
千兰勒(兰勒(太阳辐射的能通量单位,克卡/厘米2))缩写kly,被用来记录地球表面一年的辐射量。斯堪的纳维亚半岛是60-80kly,地中海地区是140kly,赤道和一些沙漠地区是200以上。
一兰勒等于通过一平方厘米的面积将一升水加热一摄氏度所需的能量。 1kly=4184kj/cm2=418watt.sec/cm2=1kcal/cm2
3紫外线辐射的作用
紫外线辐射的作用可以用聚合物降解比上时间计算。常见的聚合物随时间降解现象是它导致了反聚合(分子结构改变或破坏)而且对材料本身和颜料都会起作用。 降解原因,例如: 热降解(热)
热氧化降解(热加氧、臭氧或氯) 化学降解(直接化学破坏) 辐射降解(紫外线或电离辐射) 物理降解
生物降解(微生物或酶)
工业上对于降解的定义是经过多长时间仍保持50%的性能。显然添加紫外线吸收剂能够延长保持50%性能的时间。
正如下图所示,在斯堪的纳维亚,一个不稳定的PP装饰板,两毫米厚,在小于3个月的时间里丧失了50%的性能。通过添加0.2%的Tinuvin 791时间可以延长到8年。
降解的一些表现 a 退色
b 力学性能下降 c 物理性质改变 1光泽度下降 2透明度下降 3粘度改变 4味道变重
d 表面出现划痕 e 出现黑点
参考图片
聚合物表面降解 细纹
聚合物表面降解 退色
粉化
循环高密度聚乙烯在弗罗里达
紫外线稳定剂在汽车业上的应用 彩色照片(聚丙烯、塑料)
酚醛荧光剂 无酚醛荧光剂 无酚醛荧光剂 标准光源(光稳定剂+紫外线) 标准光源(光稳定剂+紫外线) NOR技术
4添加剂
主要的抗紫外线添加剂有紫外线吸收剂、光稳定剂或屏蔽剂。 4.1 紫外线吸收剂(UVA) 吸收紫外线
将紫外线辐射转化为热能
基于样品的厚度-朗伯比尔第一定律 保护整体
有效保护较厚部位的其他添加剂
不能有效保护很薄的表面或部分(薄膜、纤维) 例如:Tinuvin(苯三唑甲酚)? 326, Chimassorb? 81 4.2 光稳定剂(LS)
HALS(受阻胺光稳定剂) 清除自由基
光照过程中保持活性 独立于壁厚而存在 能够保护整体和表面 Tinuvin? 770 性能好分子量低 市场的基准 光稳定剂的突破 热稳定性低
在某些应用上分子量过低(挥发性物质、聚乙烯膜的萃取、聚丙烯纤维、聚乙烯的迁移、聚丙烯)
Chimassorb? 944