之前我們就某些點的特殊應(yīng)用談過塑料的抗UV，比如Chiguard® GA403用于透明塑料的紫外屏蔽，Chiguard®R-455抗析出反應(yīng)型紫外吸收劑用于TPU等。

本篇我們從面上來談?wù)劸酆衔锟?span>UV的選擇要點，希望能對大家有所啟發(fā)。

聚合物光老化其實與熱老化的機理類似，都是外在能量攻擊分子鏈，產(chǎn)生的自由基引發(fā)鏈?zhǔn)浇到夥磻?yīng)，導(dǎo)致分子鏈斷裂，分子量降低等，外部表現(xiàn)為聚合物顏色變化、物性下降，透明度喪失等問題。

聚合物抗UV一般會從兩方面著手，一是給聚合物穿防曬衣，添加特定化學(xué)結(jié)構(gòu)的物質(zhì)（UVA），通過分子內(nèi)振動把紫外線能量轉(zhuǎn)化為熱輻射釋放出去，從而保護聚合物。二是給聚合物去火，聚合物某些基團已被UV激發(fā)，從而出現(xiàn)了自由基（上火），通過光穩(wěn)定劑（HALS）來捕捉自由基，避免了自由基導(dǎo)致的鏈?zhǔn)浇到夥磻?yīng)，從而避免聚合物遭受更嚴(yán)重破壞。

整體來說，抗UV老化添加劑需要考慮7個因素，詳細如下：

1） 性能-耐久：

UVA被光照時間長了以后，其化學(xué)結(jié)構(gòu)會發(fā)生長期變化，將失去吸收紫外線的能力，這稱為UVA的光壽命。其中三嗪類的UVA是光壽命較長的UVA（如Chiguard®1064/1577等），因此適合一些要求超長耐候的用途。當(dāng)然，一般用途使用常見的苯并三氮唑類（如Chiguard®234/5431等）或二苯甲酮類就足夠應(yīng)付。

2） 性能-顏色及物性保持

如果側(cè)重制品光澤保護，HALS的效果更明顯（HALS起效不需要考慮厚度），如果側(cè)重物性強度的保持，UVA效果更好（在制品有一定厚度的前提下），一般都是二者共用，可以根據(jù)需要調(diào)整二者比例，加半功倍。

3） 外觀-初始色

UVA吸收紫外光，但也會順帶吸收一些短波長的藍光，導(dǎo)致制品初始色偏黃。對于初始色要求高的用途，草酰胺類的紫外線吸收劑(如Chiguard® 1033)是更好選擇。

4） 制品厚度：

UVA的起效需要一定厚度（比爾蘭比爾定律），HALS則不用考慮該問題，因此70%的HALS都是用在薄膜、絲、漆等薄制品上。我們設(shè)計塑料抗UV配方也需要考慮該問題。同時，厚度也會影響HALS的分子量選擇，一般薄制品盡量選擇小分子量的HALS。

5） 與樹脂相容性：

添加劑與樹脂相容性不佳，會析出導(dǎo)致表面噴霜等外觀不良，而且失去保護性能。

尤其TPU這類相容性不好的產(chǎn)品，因此奇鈦開發(fā)了反應(yīng)型紫外線吸收劑Chiguard® R455，這是一種具有紫外吸收基團的二元醇，在聚氨酯合成時加入，從根本上解決析出問題。對于TPU等材料改性廠家，可以使用Chiguard® U966，也因較好的抗析出性而被客戶使用。

6） 與整體配方的兼容性：

談兼容，首要就是酸堿性。HALS作為受阻胺，會表現(xiàn)出不同酸堿性，常見HALS酸堿性如下（PKb小則堿性強）：

而有些樹脂或添加劑呈酸性，因此要避免添加堿性添加劑，典型的比如PVC（熱加工過程中釋放酸性HCl）、聚碳酸酯（堿性添加劑易導(dǎo)致PC降解）、抗熱老化助劑硫代酯也顯酸性（與偏堿性HALS不可并用）。

當(dāng)然，理論往往無法解釋全部事實，實際在PC/ABS體系中，N-H結(jié)構(gòu)（上述理論認(rèn)為堿性強）的Chiguard® 5050也被成功地批量使用，原因就是Chiguard® 5050與酸性物質(zhì)的低反應(yīng)性。

7） 特殊場景要求：透明性、耐溶劑的萃取、

接下來我們談幾個特殊的耐紫外問題：

首先是高透明的紫外屏蔽，部分功能飲料中含胡蘿卜素、焦糖色等，紫外線照射會導(dǎo)致產(chǎn)品變質(zhì)或顏色改變，影響到品牌形象，Chiguard® GA403可以解決這類問題，保持透明度的同時屏蔽紫外線，在太陽鏡、電子產(chǎn)品等用途也有應(yīng)用。

其次是耐溶劑的萃取，耐水萃取對HALS很常見（如汽車漆用途），因此市面上已有很多產(chǎn)品來對應(yīng)。但有些需要耐候的涂料或塑料制品會長期接觸油性溶劑，大部分的HALS都容易被溶劑萃取，而Chiguard® 1152 則是一種反應(yīng)型（帶-OH基）的低堿性HALS，可以抵抗溶劑的沖刷而不被萃取出來，耐候效果持久。

以上就是我們對耐候添加劑選擇的一些基本認(rèn)識，實際應(yīng)用會比較復(fù)雜，有時候你需要取舍，有時候你需要兼顧，還有時候則需要知道“原來還有這樣的產(chǎn)品”，希望同大家一起探討，一起解決問題，一起成長。