相信不少細(xì)心的同學(xué)會發(fā)現(xiàn),一般由塑料制成的汽車內(nèi)外飾件經(jīng)過光照老化后,容易發(fā)生褪色、表面光澤降低,皮紋丟失等現(xiàn)象,這就是光照老化現(xiàn)象。
太陽光照射至地球表面,被臭氧層吸收后所剩余的紫外部分,以及波長為290-400nm的輻射,會引發(fā)塑料的降解。PC/ABS改性塑料同樣避免不了光照后的加速老化,影響到外觀及其性能,如何改善PC/ABS改性塑料的耐光照老化性?那么就讓小編帶你破解PC/ABS耐光照老化的秘密吧!
① 二苯甲酮類:主要吸收位于波長260nm附近,給電子取代基可以使它的吸收向長波方向移動至300-400nm范圍內(nèi),使總的紫外吸收增高。
② 2-羥苯基苯并三唑類:這類紫外線吸收劑在300-385nm內(nèi)有較高的吸光指數(shù),接近于理想吸收劑的要求。它的作用機(jī)理是將吸收的光能轉(zhuǎn)化為熱能,也是基于互變異構(gòu)體。由于其分子量較小,容易向表面遷移,揮發(fā)后效率大大降低。
③ 受阻胺(HALS)類:受阻胺與紫外穩(wěn)定劑的作用方式不同,而是通過捕獲自由基、分解氫過氧化物和傳遞激發(fā)態(tài)分子的能量等多種途徑來抑制光氧降解反應(yīng)。受阻胺對塑料的光穩(wěn)定化作用常是其他紫外穩(wěn)定劑的2~4倍。
④ 炭黑:最好的紫外吸收劑,能夠把光能轉(zhuǎn)化為熱能,保護(hù)塑料表面免遭一定波長的射線照射,其防護(hù)作用的效率,取決于炭黑的粒徑、結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)性。當(dāng)炭黑的粒徑較小時,因表面積增大,其吸收光或遮光能力增加,故紫外線防護(hù)作用增強(qiáng),當(dāng)粒徑小于20nm以后,其防護(hù)作用趨于同一水平。
1、ABS塑料的光穩(wěn)定化
ABS塑料的光老化降解,開始是發(fā)生于表面的,隨后力學(xué)性能很快加速惡化,苯并三唑能夠保護(hù)ABS的深層,而受阻胺(HALS)則可以保護(hù)ABS的表層。因此, HALS與苯并三唑的復(fù)配使用,可獲得真正的協(xié)同效應(yīng),最大限度賦予ABS良好的光穩(wěn)定性,如表1所示。
表1 2mm厚注塑ABS樣板經(jīng)光照后貯存于暗處的顏色變化
光穩(wěn)定劑 | 黃度指數(shù) | ||
最初值 | 光照100h后 | 光照100h在貯存暗處10個月后 | |
(黃度指數(shù)變化) | (黃度指數(shù)變化) | ||
無 | 10 | 28 | 46 |
0.5%HALS-8+0.5%UVA-1 | 16 | 4 | 12 |
0.5%HALS-1+0.5%UVA-1 | 15 | 7 | 25 |
注:1. 采用Weather-Ometer WRC600 人工老化箱,不噴水,黑板溫度約53℃。2. 黃度指數(shù)按ASTM D1925-70執(zhí)行
2、PC塑料的光穩(wěn)定化
PC塑料收到紫外輻照時,吸收紫外光線后,自身能夠形成強(qiáng)烈吸收紫外光的物質(zhì),所以PC的降解一般局限于表層250μm以內(nèi)。據(jù)研究,PC對波長360nm的紫外光有吸收,但其強(qiáng)吸收區(qū)是在波長300nm以下。
另外,PC光照老化時生成的各種化學(xué)基團(tuán),雖然不直接與環(huán)境中存在的水發(fā)生反應(yīng),但是,在PC分子鏈斷裂時形成的極性基團(tuán)非常有利于水的穿透,結(jié)果使PC水解而釋放出低聚物和雙酚A,這些物質(zhì)更容易被氧化,所以水解會大大提高PC的光照老化速度。因此,當(dāng)PC較長時間被輻照時,光照和水的協(xié)同老化作用就顯得更加明顯。
PC光照老化后,首先發(fā)生變化的是顏色和光澤。大量的實(shí)驗(yàn)證明,在延緩PC發(fā)黃方面,2-(2’-羥苯基)苯并三唑的效果是最佳的,如圖1所示。
2mm厚PC樣板的黃變情況(采用Xenotest 1200老化箱,不噴水,黑板溫度約53℃)
a:無光穩(wěn)定劑
b:PC-0.25% UVA-25
c:PC-0.25% UVA-23
d:PC-0.25% UVA-1
需要注意的是:受阻胺(HALS)是禁止使用在PC/ABS中的,在一般情況下,堿性化合物的胺類會大大加速PC的分解,在干態(tài)的光照條件下,雖然能夠部分提高PC/ABS的光照老化性能,但是,將使用了受阻胺(HALS)的PC/ABS放在高溫高濕的條件下,PC/ABS基材會嚴(yán)重發(fā)泡,面目全非,無任何使用性能,如圖2所示。
顯而易見,如果要提高PC/ABS的光照老化性能,則需結(jié)合PC塑料和ABS塑料各自的耐光照老化性能,選用高低分子量及不同種類的苯并三唑和二苯甲酮進(jìn)行復(fù)配,如果是深色的制品,加入一些耐候性能優(yōu)越的炭黑,這樣的協(xié)同作用,才能使PC/ABS改性塑料具有良好的光照老化性能。
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