光稳定剂.ppt

第五章光稳定剂,5.1概述5.2光稳定剂作用机理5.3光稳定剂的各论5.4光稳定剂的选用5.5光稳定剂在聚合物中的应用,5.1概述,5.1.1光稳定剂的定义、特性及性能要求高分子材料长期暴露在日光或短期置于强荧光下，由于吸收了紫外线能量，引起了自动氧化反应，导致了聚合物的降解，使得制品变色、发脆、性能下降，以致无法再用。这一过程称为光氧老化或光老化。凡能抑制或减缓这一过程进行的措施，称为光稳定，所加入的物质称为光稳定剂或紫外光稳定剂。它用量极少，通常仅需高分子材料重量的0.01%0.5%。,在农用塑料薄膜、军用器械、有机玻璃、采光材料、建筑材料、耐光涂料、医用塑料、防弹夹层玻璃、合成纤维、工业包装材料、橡胶制品等许多长期在户外或灯光下使用的高分子材料制品中，光稳定剂都是必不可少的添加组分。光稳定剂除了可以保护高分子材料外，还可以用来保持包装物不受紫外线的破坏，以及用来作滤光器中的必要组分。,按作用机理分类，可分为四类：(1)光屏蔽剂，包括炭黑、氧化锌和一些无机颜料；(2)紫外线吸收剂，包括水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类等有机化合物；(3)猝灭剂，主要是镍的有机络合物；(4)自由基捕获剂，主要是受阻胺类衍生物。,光稳定剂应具备下列几个条件：能强烈吸收290400nm波长范围的紫外线，或能有效地猝灭激发态分子的能量，或具有足够的捕获自由基的能力；与聚合物及其助剂的相容性好，在加工和使用过程中不喷霜，不渗出；具有光稳定性、热稳定性及化学稳定性，即在长期曝晒下不遭破坏，在加工和使用时不因受热而变化，热挥发损失小，不与材料中其他组分发生不利的反应；耐抽出、耐水解、无毒或低毒，不污染制品、价格低廉。,5.1.2光稳定剂的国内外生产状况50年代初期，在塑料工业中使用光稳定剂。最初，是在醋酸纤维素制品中使用了水杨酸苯酯、间苯二酚单苯酯，二苯甲酮类。60年代初出现了苯并三唑类。其后又出现了猝灭型光稳定剂，如镍络合物类。70年代中期出现了受阻胺类光稳定剂，如苯甲酸2,2,6,6-四甲基哌啶酯。它是一种崭新的光稳定剂，其光稳定效果为传统的吸收型光稳定剂的24倍，因而发展尤为迅速。,随着聚烯烃的大量发展和户外使用塑料制品的日益增多，光稳定剂在品种上，数量上都有较大的增长。如美国从1970年到1979年间光稳定剂的消费量平均增长率达10%，西欧则达17%。美国1985年消费光稳定剂2708t，其中二苯甲酮约占40%，受阻胺占26%，锑络合物接近18%，苯并三唑约占16%。而用于聚烯烃中的光稳定剂占77%。美国光稳定剂每年以6%7%的速度增长，1994年达4800t，其中以受阻胺类为主(约50%)。,西欧1985年消费量3200t，其中受阻胺类占29%，苯并三唑类占25%，镍铬合物占10%，二苯甲酮占8.3%，苯酰苯胺占4.1%。用于聚烯烃中的光稳定剂占总消费量的75%。每年以6%的速度增长。1994年达4300t。日本1985年稳定剂需求总量是2060t，其中苯并三唑类占58%，受阻胺占29%，二苯甲酮类占7.3%，镍络合物占1.5%。1990年达3390t。,国内光稳定剂的生产起始于50年代末，60年代开发了水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类和三嗪类，70代末开发了有机镍铬合物和受阻胺类光稳定剂。我国现有光稳定剂生产了40多个，生产能力为500t/a，产品十多种，以二苯甲酮为主占70%，苯并三唑与受阻胺占10%，主要用于聚烯烃，其中聚丙烯占37%，聚乙烯占36%，苯乙烯聚合物占6%，PVC占8%，不饱和聚酯占5%，其他占8%，国内光稳定剂发展是缓慢的，国家每年要进口200t各类光稳定剂。,5.2光稳定剂作用机理,5.2.l光老化机理光的能量与波长的关系符合下式：式中N阿佛加德罗常数，6.0241023；h普朗克常数，6.6241034J/s；波长，nm；c光速，2.9981010cm/s。则,辐射线的能量与波长成反比，波长越短，射线的能量越大。紫外线的波长最短，其能量最高，因此它对聚合物的破坏性也最大。根据E、关系式可计算出各种波长的能量，如下表所示。,有机化合物的键能如下表所示。从上表可看出：有机化合物的键能通常在290400kJ/mol，故很容易为紫外线所破坏。,不同结构的高分子化合物对紫外线各种不同长短波段的敏感程度是不一样的，见下表。,高分子化合物吸收紫外线后，容易形成电子激发态，这种激发态的分子可以引起一系列的光物理过程和光化学反应。1光物理过程在聚合物的光降解中主要有两种反应，即初级引发和次级引发。初级引发是指聚合物分子吸收光量子后，被活化成激发态分子，又称单线态。次级态是指光引发经过内部自旋转换，使单线态可能转化三线态。,一般情况下，激发态所延续的时间很短，三线态的寿命最长，因此，在三线态下，各种聚合物活性点在光降解中起到重要作用，因为三线态是指处于更高能级点状态。聚合物吸收光后的光跃迁状态如下图所示。,激发态分子的光物理过程：,在光物理过程中，释放出大量激发态能量，特别是激发态的三线态分子，由于保持时间长、能量高，足以促进光化学反应，并引起聚合物降解。2光化学反应由于紫外线的波长短、能量高，它足以使高聚物分子成为激发态或破坏化学键引起自由基链式反应，并同时与氧化相伴发生“光氧老化”或“光氧化反应”。,高聚物的结构不同，其氧化过程也不完全一样。例如，尼龙-6不需要有氧存在290nm波长的紫外线，即可发生断链而导致老化。聚-烯烃本来对290nm的紫外光和可见光都是透明的，吸收很少。照理应该不易发生光老化，但实际上它们的耐光老化性很差。一般认为：因为杂质的影响，使聚-烯烃先氧化成为含有羰基的化合物，这种羰基化合物受紫外光的作用，容易发生断链而进一步降解。,高分子材料的许多优良性能，在光老化过程中，大分子链逐渐切断或产生一定的交联。于是就出现了一系列老化现象，如颜色变深、发脆、变硬、表面龟裂以及机械性能与电性能下降等，以致最后丧失其使用价值。不同结构的高分子化合物对光老化的抵抗能力是不同的。含有双键的高分子，能吸收紫外光，容易被激发而引起光氧化反应，因此它们的光稳定性不好。但含单键的“纯”聚合物，则不吸收或几乎不吸收紫外线，所以它们不易被激发，因而对光稳定。,实际上仅含单键的“纯”高聚物是不存在的。工业聚合物料由于在制造和加工过程中不可避免的含有催化剂残留物，或者微量的氢过氧化物、羰基化合物、稠环芳烃等光敏化物质，这些杂质吸收紫外线后，就引发高分子的光氧化反应。所以实际上除极少数氟烯类高分子(如聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚三氟乙烯等)、聚甲基丙烯酸酯等之外，大多数高分子化合物对光的稳定性不好。,5.2.2引发光降解的重要因素聚合物分子吸收光量子，成为激发态分子，这是聚合物分子发生光化学变化的起点，即光引发，激发态的聚合物分子通过发光(荧光，磷光)、放热、以及能量传递等过程，消散大部分激发能，大多数高分子材料所吸收的光能量并不多，但聚合物分子中存在的潜在活性基团(在聚合、加工以及光老化过程中形成的)是光敏性基团。由于这些基团的存在，导致聚合物的光敏性增加，光引发降解反应的可能性增大。这些光敏性杂质正是高分子材料光降解重要的引发源。此外，离子辐射，超声波、热、机械加工等物理因素也是降解反应的引发源。,1单线态氧产生与光降解反应单线态氧表示为1O2是一种激发态的分子氧，有两种能级。由于处于高能态的氧分子极易脱活，从而释放出能量。2氢过氧化物的产生与光分解单线态氧攻击不饱和键所产生氢过氧化物是聚合物光降解的关键中间体。高聚物在贮存及热加工过程中，由于热氧化造成氢过氧化物不断积累。,3羰基的形成及光敏化作用在聚烯烃的热加工和贮放过程中，发生不同程度的热氧化，随着吸氧量的增加，在红外光谱中羰基的吸收增大。4其他光引发因素在高分子材料中含有大量的各种各样的杂质，都可能成为光氧化作用的潜在敏化剂。如在高聚物合成过程中所使用的催化剂，因聚合条件所致，最终在树脂中残存有痕量的催化剂。这些变价金属的离子以其氧化物是光氧化和热氧化的有效敏化剂。,5.2.3光稳定剂的作用机理从光氧化降解机理可以看出，高分子材料的老化，是由于综合因素作用而发生的复杂过程。为了抑制这一过程的进行，添加光稳定剂是个简便而有效的方法。聚合物的光稳定过程须从如下几个方面进行：(1)紫外线的屏蔽和吸收；(2)氢过氧化物的非自由基分解；(3)猝灭激发态分子；(4)钝化重金属离子；(5)捕获自由基。其中(1)(4)为阻止光引发，(5)为切断链增长反应的措施。光稳定剂为抑制聚合物光氧化降解，至少必须具备上述一种功能。,根据稳定机理的不同，光稳定剂大致分为四类：光屏蔽剂、紫外线吸收剂、猝灭剂、自由基捕获剂。1.光屏蔽剂又称遮光剂，是一类能够吸收或反射紫外光的物质。它的存在象是在聚合物和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吸收或反射，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。光屏蔽剂构成了光稳定剂的第一道防线。,这类稳定剂主要有炭黑、二氧化钛、氧化锌、锌钡等。炭黑是吸附剂，而氧化锌和二氧化钛稳定剂为白色颜料，可使光反射掉而呈现白色。其中效力最大的是炭黑，在聚丙烯中加入2%的炭黑，寿命可达30年以上。在炭黑的结构中，具有苯醌结构及多核芳烃结构，它们具有光屏蔽作用。由于含有苯酚基团，故又具有抗氧化性，在橡胶中由于大量使用了炭黑(作补强剂)，所以其光稳定性能比较好，没有必要再加其他光稳定剂。,2紫外线吸收剂这是目前应用最广的一类光稳定剂，它能强烈地、选择性地吸收高能量的紫外光，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耗掉，从而防止聚合物中的发色团吸收紫外线能量随之发生激发。具有这种作用的物质称为紫外线吸收剂。紫外线吸收剂所包括的化合物类型比较广泛，但工业上应用最多的当属二苯甲酮类、水杨酸酚类和苯并三唑类等。紫外线吸收剂的应用为塑料的光稳定化设置了第二道防线。,3.猝灭剂又称减活剂或消光剂，或称激发态猝灭能、能量猝灭剂。这类稳定剂本身对紫外光的吸收能力很低(只有二苯甲酮类的1/l01/20)，在稳定过程中不发生较大的化学变化，但它能转移聚合物分子因吸收紫外线后所产生的激发态能，从而防止了聚合物因吸收紫外线而产生的游离基。这是光稳定化的第三道防线。,4自由基捕获剂自由基捕获剂是近20年来新开发的一类具有空间位阻效应的哌啶衍生物类光稳定剂，简称为受阻胺类光稳定剂(HALS)，其结构为：此类化合物几乎不吸收紫外线，但通过捕获自由基、分解过氧化物、传递激发态能量等多种途径，赋于聚合物以高度的稳定性。,光屏蔽剂、紫外线吸收剂和猝灭剂所构成的光稳定过程都是从阻止光引发的角度赋予聚合物光稳定性功能，而自由基捕获剂作为第四道防线则是以清除自由基，切断自动氧化链反应的方式实现光稳定目的。受阻胺光稳定剂是目前公认的高效光稳定剂。70年代以来，有关其光稳定机理的研究异常活跃。尽管迄今仍有许多观点未能取得一致，但受阻胺作为自由基捕获剂和氢过氧化物分解剂的功能却毋庸置疑。,5.3光稳定剂的各论,5.3.1二苯甲酮类二苯甲酮类光稳定剂是邻羟基二苯甲酮的衍生物，有单羟基、双羟基、三羟基、四羟基等衍生物。此类化合物吸收波长为290400nm的紫外光，并与大多数聚合物有较好的相容性，因此广泛用于聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、ABS、聚苯乙烯、聚酰胺等材料中，其主要品种见下表。,紫外线吸收剂UV-9和UV-531是应用广泛的光稳定剂。UV-9能有效吸收290400nm的紫外光，但几乎不吸收可见光，所以适用于浅色透明制品。对光、热稳定性良好。在200时不分解，但升华损失较大。可用于油漆和各种塑料。对软、硬质PVC、聚酯、PS、丙烯酸树脂和浅色透明木材家具特别有效，用量为0.10.5份。,UV-531能强烈吸收300375nm的紫外线，与大多数聚合物相容、特别是与聚烯烃有很好的相容性，挥发性低，几乎无色。主要用于聚烯烃，也用于乙烯基树脂，PS、纤维素塑料、聚酯、聚酰胺等塑料、纤维及涂料。用量为0.5份左右。,5.3.2水杨酸酯类水杨酸苯酯是最早的紫外线吸收剂，其优点是价格便宜，而且与树脂的相容性较好。缺点是紫外线吸收率低，而且吸收波段较窄(340nm以下)。本身对紫外光不甚稳定，光照后发生重排而明显地吸收可见光，使制品带色。可用于聚乙烯、聚氯乙烯、聚偏乙烯、聚苯乙烯、聚酯、纤维素等。,常见的水杨酸酯类光稳定剂品种如下表所示。,UV-TBS为一种廉价的紫外线吸收剂，性能良好，但在光照下有变黄的倾向，可用于聚氯乙烯、聚乙烯、纤维素塑料和聚氨酯，用量为0.21.5份。UV-BAD可吸收波长350nm以下的紫外线，与各种树脂的相容性好，价格低廉，可用于聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃制品，也可用于含氯树脂，用量为0.24份。UV-OPS为聚烯烃的紫外线吸收剂，与聚烯烃相容性好，具有优良的耐候性，用量为0.52份。,5.3.3苯并三唑类苯并三唑类光稳定剂是一类性能较二苯甲酮类为好的优良的紫外线吸收剂。它能较强烈地吸收310385nm紫外光，几乎不吸收可见光。热稳定性优良，但价格较高，可用于聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酯、ABS等制品。,常见的苯并三唑类紫外线吸收剂如下表。,UV-326能存效地吸收波长为270380nm的紫外光，稳定效果很好。对金属离子不敏感、挥发性小，有抗氧作用，初期易着色。主要用于聚烯烃、聚氯乙烯、不饱和聚酯、聚酰胺、环氧树脂、ABS、聚氨酯等制品。UV-327能强烈吸收波长为270300nm的紫外光，化学稳定性好，挥发性小、毒性小、与聚烯烃相容性好，尤其适用于聚乙烯、聚丙烯，也适用于聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯，聚甲醛、聚氨酯、ABS、环氧树脂等。,5.3.4三嗪类三嗪类光稳定剂是一类高效的吸收型光稳定剂，对280380nm的紫外光有较高的吸收能力。较苯并三唑类稳定剂吸收能力强。它是2-羟基苯基三嗪衍生物，其特点是含有邻位羟基，其通式如下：,这类化合物吸收紫外线效果与邻羟基的个数有关，邻羟基个数越多，吸收紫外线的能力越强，不同取代基的引入，降低了均三嗪环的碱性，提高了化合物的耐光坚牢性，同时也提高了与树脂的相容性。下面是两个典型的三嗪类吸收剂的例子。,5.3.5取代丙烯腈类取代丙烯腈类光稳定剂具有如下结构：结构式中R可为氢、甲氧基；X和Y为羧酸酯或氰基；Z为氢、烷基、芳基。此类化合物仅能吸收310320nm范围内的紫外光，且吸收指数较低；但取代丙烯腈类光稳定剂不含酚式羟基，具有良好的化学稳定性和与聚合物的相容性。可应用于丙烯酸树脂、环氧树脂、脲醛树脂、密胺树脂、聚酰胺、聚酯、聚烯烃、聚氯乙烯、聚氨酯等。,5.3.6镍鳌合物类有机镍络合物是一类猝灭剂。由于它们对激发的单线态和激发的三线态有强烈地猝灭作用，其本身也是高效的氢过氧化物分解剂，不少镍络合物还兼有抗氧和抗臭氧的作用，因此广泛地应用于聚烯烃纤维和极薄薄膜中，其添加量比吸收型光稳定剂略低。,镍络合物主要有a、硫代双酚型：b、二硫代氨基甲酸镍盐：c、磷酸单酯镍型：,5.3.7受阻胺类受阻胺类光稳定剂(HALS)是近20年来聚合物稳定化助剂开发研究领域的热门课题，产耗增长速度远远超过了其他助剂：性能优异、结构独特的功能化品种层出不穷。受阻胺类光稳定剂都具有2,2,6,6-四甲基哌啶基的基本结构。因而2,2,6,6-四甲基哌啶-4-酮，通常称为三丙酮胺TAA，是该类稳定剂最重要的中间体。,三丙酮胺，TAA,近年来，国外HALS品种开发呈现如下明显特征。(1)高分子量化高分子量化作为提高HALS稳定效能的基本思想一度成为受阻胺光稳定剂开发的一大趋势。在高分子量的HALS中，聚合物品种居多，其分子量一般控制在20003000范围内。分子量太大，则妨碍HALS在聚合物中扩散，不利于HALS分子由制品内部向表面进行有效补充，也影响其光稳定活性的充分发挥。,(2)单体型高分子量化高分子量HALS具有挥发性小，耐溶剂抽提的优点。但聚合型高分子量HALS，由于在聚合过程中分子量调节困难，往往导致最终产品性能差异较大。因此单体型高分子量HALS的开发颇受重视。Ciba-Geigy公司50年代后期应市的Chimas-sorb119代表了该领域研究的最新进展。它尤其适用于聚乙烯纤维，在赋予良好的热、光稳定性的同时，尚能促进染色效果。,(3)非碱性化哌啶基HALS一般都具有较高的碱性，而碱性的存在势必引起HALS与聚合物配方中某些酸性组分之间的对抗，直接影响其有效活性的发挥和应用领域的拓宽。(4)多功能化从一剂多功能的思想出发，官能团的功能化作用越来越为人们所认识。,(6)反应型HALS反应型的HALS系指在受阻胺的分子结构内引入反应性基团，随之在聚合物的制备和加工中键合或接枝到聚合物主链上，形成带有受阻胺官能团的永久性光稳定聚合物。反应型HALS的这种永久“掺混”，改善并提高了HALS在聚合物中的分散性和光稳定性。代表性品种有日本旭电化工业公司的ADKStabLA-87，LuchemHA-R100。,5.3.8炭黑及颜料炭黑、氧化锌、二氧化钛是常用的光屏蔽剂。1炭黑炭黑是效能最高的光屏蔽剂，由于炭黑结构中含有羟基芳酮结构，能够抑制自由基反应，使用炭黑时必须考虑到炭黑的粒度、添加量、在聚合物中的分散性及其与其他稳定剂的协同效应等。,2颜料不同的颜料对聚合物的老化影响有很大的差别。例如，对于聚乙烯的紫外光老化，钛白有促进作用；而镉系颜料、铁红、酞菁蓝、酞菁绿对紫外光老化有抑制作用。使用颜料时，要考虑与光稳定剂、抗氧剂、炭黑等助剂的相互影响。3氧化锌氧化锌是一种价廉、耐久、无毒的光稳定剂。近年来才应用于塑料的防光老化，特别是应用在高密度、低密度聚乙烯、聚丙烯等方面。粒度为0.11m的氧化锌效果最佳。实验证明，添加3份氧化锌的效果相当于0.3份有机型光稳定剂。,5.3.9其他类型的光稳定剂1草酰苯胺类衍生物草酰苯胺衍生物是为了适应高温加工而开发的光稳定剂品种，它能够吸收280310nm的紫外光，同时还兼有抗氧剂和金属离子钝化剂的功能。草酰苯胺类光稳定剂在300依然稳定。在使用中不挥发、不着色，无毒。可用于高、低密度聚乙烯、聚丙烯、聚氨基甲酸酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、不饱和聚酯和聚苯乙烯等高分子材料中。,2多功能光稳定剂为了提高光稳定剂的紫外光稳定性能，并使其具有多效性，常常在一种稳定剂中引入其他官能性基团或金属离子。例如：上述带有多官能团的化合物，其光稳定性能较常见的老品种都有不同程度的提高，同时也改善了本身的热、氧稳定性，并提高了与树脂的相容性。,3反应型光稳定剂反应型光稳定剂主要包括两种类型：其一是利用反应性基团直接将光稳定官能团键合到被稳定聚合物的主链上，形成永久性光稳定聚合物；其二是先将反应性光稳定剂高浓度聚合，所得到的聚合物再作为光稳定剂使用。前者多用于涂料光稳定体系，近年来在塑料成型中亦广泛应用着；后者倾向于树脂稳定化。尽管应用方式不同，但二者都能将光稳定活性基团牢牢地结合在聚合物的主链上，因而持久效果十分显著。,5.4光稳定剂的选用,光稳定剂的选用决定于多种因素，主要有聚合物对紫外线的敏感波长，紫外线稳定剂的吸收波长范围、加入量、制品的厚度、颜色、与其他助剂的作用及经济效益等。1聚合物对紫外线的敏感波长及紫外线吸收剂的吸收波长聚合物对紫外线的敏感波长是聚合物本身所特有的。选用光稳定剂时，应选用易于吸收或反射这部分敏感波长的稳定剂，要考虑各种聚合物的敏感波长与紫外线吸收剂的有效吸收波长范围一致。以使聚合物稳定而不易光老化。,2与其他助剂的配合使用由于紫外线吸收剂吸收光能后，增加了制品发热的可能性，因此必须考虑同时加入抗氧剂和热稳定剂。这就要求三者具有协同作用。炭黑光屏蔽剂与硫代酯类抗氧剂配合应用于聚乙烯的稳定中，有优良的协同作用、效果好；而与胺类、酚类抗氧剂并用时，就会产生对抗作用，彼此削弱原有稳定效果，故不能搭配在一起。紫外线吸收剂不能与硫醇有机锡并用，否则会产生对抗作用，失去对聚合物的光稳定作用。,3光稳定剂的并用各类光稳定剂都有各自不同的作用机理，在实际应用中，有时加入一种光稳定剂不能满足要求时，可考虑加入两种或几种不同作用原理的光稳定剂，以取长补短，得到增效光稳定合剂。如将几种紫外线吸收剂复合作用时，其效果比单用有很大提高；又如紫外线吸收剂常与猝灭剂并用，光稳定效果显著地提高。因为紫外线吸收剂不可能把有害的紫外线全部吸收掉，这时猝灭剂可以消除这部分未被吸收的紫外线对材料的破坏。,4厚度和用量从理论上讲，只有当制品表面光吸收数量相同时，吸收程度才相等，即是说对厚制品或薄制品使用浓度一样。而实际上并非如此，薄制品和纤维要求加入的紫外线吸收浓度较高；而厚制品的则较低。这是由于制品愈厚，紫外线透入到一定深度后，即被完全吸收，被内外层承受了，所以耐光性好，所需的浓度低；同时加入到塑料中的紫外线吸收剂，由于扩散作用，往往都会集中在聚合物外表的非结晶区内，所以表面层实际的防护能力，往往要比预料的高好多倍。因此不必添加高浓度的紫外线吸收剂，光稳定剂的添加量太高时，超过相容性时，会产生喷霜现象，需选用相容性好的光稳定剂。,5.5光稳定剂在聚合物中的应用,5.5.1光稳定效果的测定光稳定剂应用效果的测试，即耐候性试验，一般采用两种方法：一是户外大气曝露(户外曝晒)；二是人工加速老化，定期测定试样，观察老化情况。两种方法的结果以户外曝晒较为可靠。户外曝晒的结果与曝晒场所、曝晒时间、曝晒架的方向和角度有关。曝晒场所一般选择在日照比较强烈、气温比较高的地区。,由于户外曝晒所需时间长，为了缩短试验周期，发展了人工加强老化的方法。近年来，人工加强老化试验设备得到了重大改进，装有可变换的紫外光源以及温度、湿度、降水的调节系统，甚至可以产生各种不同的环境，比如SO2，CO2及其他工业烟雾污染的环境等。人工加速老化试验机的光源有汞弧灯，碳弧灯、氢灯、荧光灯等，其中氙灯光谱能量分布与太阳到达地面时的能量分布较接近，模拟性较好，目前应用较多。,5.5.2在聚氯乙烯中的应用户外使用的聚氯乙烯制品包括管材、板材以及薄膜，都要添加光稳定剂达到光稳定化的目的。二苯甲酮类、苯并三唑类和取代丙烯腈类光稳定剂广泛应用于聚氯乙烯制品中。选用聚氯乙烯的光稳定剂应考虑它们与热稳定剂之间的相互影响，例如，三嗪-5用于聚氯乙烯农用薄膜中，有突出的防老化效果。在北京地区和广州地区覆蔬菜大棚能连续使用15个月以上。,5.5.3在聚乙烯中的应用波长300nm的紫外线能够引发聚乙烯的光氧降解，导致形成羰基、羟基、乙烯基、极性基团的积累，使介电常数和表面电阻率发生变化，丧失其宝贵的电绝缘性能，户外使用的聚乙烯制品，广泛地采用添加光稳定剂的方法来提高其稳定性。2-羟基-4-烷氧基二苯甲酮类、苯并三唑类、有机镍络合物类是最常用的光稳定剂。当与受阻胺抗氧剂以及硫代二丙酸酯类抗氧剂并用时，效果更佳。有机镍络合物猝灭剂与紫外线吸剂并用，也能发挥优良的防老化效果。受阻胺类自由基捕获剂与受阻酚抗氧剂并用，能赋予制品卓越的光稳定性。,5.5.4在聚丙烯中的应用聚丙烯与聚乙烯一样具有优异的综合性能，因此成为广泛应用的高分子材料。由于聚丙烯分子结构中存在着叔碳原子，比聚乙烯更易老化，聚丙烯经户外曝晒后产生羰基和其他降解产物，其物理机械性能随之发生变化。如熔融粘度下降，延伸率、冲击强度降低，而屈服厚度则随结晶度的增大而上升。,为了抑制聚丙烯制品在使用过程中发生光氧老化，延长制品的使用寿命，常常加入的光稳定剂有二苯甲酮类如UV-531，苯并三唑类UV-326、UV-327等紫外线吸收剂、有机镍络合物及受阻胺类光稳定剂。有机镍络合物能有效地猝灭激发态的羰基，使其回到稳定的基态，因此在聚丙烯制品中，特别是在纤维和薄膜等表面积与体积之比极大的制品中，有机镍络合物显示出十分优良的光稳定效果；而受阻胺光稳定剂与吸收型光稳定剂并用，显示出突出的稳定作用。,5.5.5在其他通用塑料中的应用1在聚苯乙烯中的应用聚苯乙烯受紫外光的作用，表面逐渐变黄，进而使其机械性能和电气性能下降。318nn的紫外光辐射最易引发聚苯乙烯的光降解。另一方面，聚苯乙烯中含有的残存的苯乙烯单体，在紫外光区域291.5nm处有特征吸收，这些残存的杂质引发聚苯乙烯的光化学反应，是使聚苯乙烯老化着色的因素。聚苯乙烯中广泛地使用二苯甲酮类、苯并三唑类为光稳定剂。,2在有机玻璃中的应用有机玻璃在其单体聚合(100)，铸塑板回火(140)和压注成型(170240)这几个最重要的工