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 20  專注高分子材料

抗紫外線、抗黃變

有機涂層的光老化現象及其原理

? ? ? ?我們知道,有機涂層配方中添加合適的紫外線吸收劑、光穩定劑等防老化助劑,可以阻止或延緩有機涂層的光老化現象。但更深次考慮一下,有機涂層為什么能發生光老化呢?了解了這個的原因將更有助于我們對于防止有機涂層光老化的處理。

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? ? ? 有機涂層光老化的主要原因是涂層將吸收的光能作用于交聯成膜的化學鍵,使化學鍵發生裂解或某種形式的轉變。粗淺的理解可以將涂層中常見化學鍵鍵能與某些特定波長的光的能量聯系對等起來,如左表。

? ? ? ?從表格可見,除O一H 和 C-F 鍵的鍵能較高,其對應的光的波長較短,其他常見化學鍵的鍵能對應的光波長均落在地面陽光的光譜段范國內。也就是說到達地面的陽光具有足夠的能量將聚合物中的常見的化學鍵打開和破壞。但從理論上講,聚合物中如僅含有這些簡單的化學鍵,而不含有生色基團時,聚合物將不足以吸收295~400nm波段的照射到地面的光線,也就不存在聚合物光降解同題。聚烯烴材料、丙烯酸酯涂料、脂肪族聚酯、聚氨酯涂料等體系都屬于此種情況。但事實上聚合物材料中不可避免存在或多或少的光敏性雜質,通過這些光敏性組分吸收光能,就有可能啟動聚合物的光老化歷程,如聚烯烴材料中的殘留的鈦渣就屬于這種情況。另外,涂料生產的原材料來自石油加工,其所含微量重芳烴雜質以及酮類氧化產物等也將起到一定的吸光作用;對于涂料樹脂本身含有芳環、大共軛結構或生色基團的情況,涂層也可能直接吸收陽光能量,引發光氧化、光降解的系列反應。

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