塑料、橡膠和纖維等高聚物制品由于吸收紫外線(xiàn)發(fā)生降解，加速其變色與老化，影響材料的性能。因此，在高聚物制品中添加光穩定劑變的很有必要。目前，光穩定劑按照作用機理的不同可以分為自由基捕獲劑、紫外線(xiàn)吸收劑、光屏蔽劑和猝滅劑。今天我們就光穩定劑的分類(lèi)、各類(lèi)光穩定劑的作用機理做簡(jiǎn)單講解。

光穩定劑的分類(lèi)

1、自由基捕獲劑

自由基捕獲劑是一類(lèi)捕獲高分子材料中高活性自由基的光穩定劑，可以抑制或減緩光氧化反應的發(fā)生。受阻胺類(lèi)光穩定劑（HALS）是自由基捕獲劑中最具代表性，目前應用最為廣泛的光穩定劑，它具有幾乎無(wú)色毒性小、不會(huì )使樹(shù)脂著(zhù)色、價(jià)格低廉和出色的光穩定性能等優(yōu)點(diǎn)。

目前普遍接受的觀(guān)點(diǎn)是由捕獲自由基、分解過(guò)氧化物和淬滅單線(xiàn)態(tài)氧協(xié)同作用產(chǎn)生的結果。

受阻胺光穩定劑捕獲自由的作用機理

受阻胺光穩定劑分解過(guò)氧化氫作用機理

2、紫外線(xiàn)吸收劑

紫外線(xiàn)吸收劑具有吸收近紫外光、耗散光能的作用。以前是用量最大，也是研發(fā)到投入工業(yè)化應用最早的一類(lèi)光穩定劑，現在應用范圍沒(méi)有以前廣泛，但在某些領(lǐng)域的銷(xiāo)量一直位于前列。

紫外線(xiàn)吸收劑自身可以吸收紫外光能量，然后轉化為一種對環(huán)境沒(méi)有污染的熱能釋放出去，但它本身幾乎不吸收可見(jiàn)光，具有很好的光穩定作用。

這類(lèi)化合物具有特殊的分子結構，結構中多數存在分子內氫鍵，在一般狀態(tài)下氫鍵是閉合的，當有波長(cháng)為 290-400nm 的紫外光照射時(shí)，它會(huì )吸收紫外光能量，達到激發(fā)態(tài)，分子內質(zhì)子轉移使分子內氫鍵打開(kāi)，分子變成一種不穩定的酮式結構并回到基態(tài)，同時(shí)把光能轉化為熱能釋放出去，相當于自身吸收紫外光的能量，避免大分子體系受到紫外光能量的干擾，從而防止了高分子材料光氧化或光降解。

不同類(lèi)型的紫外線(xiàn)吸收劑具有不同的有效官能團，按照化學(xué)結構通?？煞譃楸讲⑷蝾?lèi)、二苯甲酮類(lèi)、三嗪類(lèi)、水楊酸酯類(lèi)等。

苯并三唑類(lèi)紫外線(xiàn)吸收劑的結構通式作用機理

二苯甲類(lèi)紫外線(xiàn)吸收劑的結構通式和作用機理

三嗪類(lèi)紫外吸收劑的結枘還式和作用機理

Fries 型光化學(xué)重排

3、光屏蔽劑

光屏蔽劑又叫遮光劑，通過(guò)反射或者吸收紫外線(xiàn)的方式將高分子材料與紫外線(xiàn)隔絕開(kāi)來(lái)，避免紫外線(xiàn)進(jìn)入材料內部，有效地防止聚合物的降解老化。常用的有光屏蔽劑炭黑、二氧化鈦、氧化鋅和二氧化鈰等無(wú)機顏料和酞菁藍、酞菁綠等有機顏料，其中炭黑屏蔽效果最好而被廣泛使用明。

4、猝滅劑

淬滅劑又稱(chēng)減活劑或消光劑，可以有效地將高分子中光敏發(fā)色團激發(fā)的能量轉移，并以某種形式釋放，使材料有效地避免發(fā)生光降解。與紫外線(xiàn)吸收劑相比，這類(lèi)光穩定劑對紫外線(xiàn)的吸收較少，但在通常情況下效果優(yōu)于紫外線(xiàn)吸收劑。猝滅劑大部分為過(guò)渡態(tài)金屬的有機化合物。

常用的猝滅劑主要是鎳的有機絡(luò )合物，可與苯并三唑類(lèi)、二苯甲酮類(lèi)等紫外線(xiàn)吸收劑產(chǎn)生協(xié)同效應。

光穩定劑的應用

光穩定劑作為一種添加劑可廣泛應用于塑料、橡膠、涂料、合成纖維等高分子制品中。在汽車(chē)、建筑材料、醫用塑料、橡膠制品、合成纖維、采光材料、有機玻璃、軍用器械、耐光涂料、農用薄膜、包裝材料等行業(yè)都有著(zhù)非常廣泛的應用。

自由基捕獲劑和紫外線(xiàn)吸收劑在多個(gè)領(lǐng)域都有應用，淬滅劑主要用于薄膜和纖維，光屏蔽劑僅適用于不透明材料中。