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色素碳黑在塑料中防紫外线的原理

2019-12-09 10:02:17

一般塑料暴晒与太阳底下,会因为紫外线产生光化学降解或者称之为光老化现象,从而表面开裂、发脆和机械性能下降。在聚烯烃塑料中,高密度聚乙烯的耐光性最好,低密度聚乙烯次之,甲基分枝较多的聚丙烯最差,塑料稳定性的顺序也是这样。

添加色素碳黑可以显著提高聚乙烯塑料的耐候性。塑料吸收紫外线,使得塑料表面的附近的分子分解并产生自由基,生成的自由基和氧及聚合物分子发生反应。产生过氧基再和聚合物发生反应,从而导致聚合物老化。

色素碳黑之所以能够阻止塑料发生老化现象,一方面是因为色素碳黑能够吸收紫外线,当分散在塑料中的乐鱼体育官网登录聚集体和附聚体收到紫外线照射时,会引起紫外线的散射,散射光也被乐鱼体育官网登录聚集体和附聚体吸收,从而使聚合物吸收的紫外线显著减少。另一方面,因为乐鱼体育官网登录表面的烃基,羧基等含氧官能团和聚合物受紫外线照射分解后产生的聚合物反应,从而清除这些集团的作用,防止聚合物的进一步分解。

色素碳黑对塑料防紫外线的老化作用,取决于色素碳黑的粒径,结构和表面化学性。乐鱼体育官网登录的粒径较小时表面积增大,吸收光或遮光能力增强,故紫外线防护作用增强,但是粒径比20nm更小时,防紫外线作用趋同于一般,原因是粒径较小,逆向散射减少,而继续向前的光会威胁聚合物的稳定性。

结构低,聚集体尺寸较小的时候,会增加逆向散射,因此会增强对聚合物的防护作用,这也是结构低的乐鱼体育官网登录趋于较黑的原因。色素碳黑表面含氧官能团多,及表面挥发份较高时,能消除聚合物分解产生的基团,因此防护作用增强。

电缆护套,塑料管,农膜和汽车用工程塑料等常用于室外的塑料制品,通常需要添加1%到2.5%的,粒径20nm的乐鱼体育官网登录以防护紫外线老化。