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紫外線吸收劑在聚碳酸酯應用分析

1. 應用背景

聚碳酸酯(PC)是一種高性能工程塑料,具有高透明度、抗沖擊性和耐熱性,廣泛應用于汽車部件(如燈罩、車窗)、電子設備外殼、光學鏡片、醫療器械等領域。然而,PC長期暴露于紫外線下易發生光降解,表現為:

  • 黃變:紫外線引發分子鏈斷裂,生成發色基團。

  • 力學性能下降:沖擊強度、拉伸強度降低。

  • 表面粉化或龜裂:因分子鏈斷裂導致結構破壞。

添加紫外線吸收劑(UVAs)是解決這一問題的核心方法。


2. 紫外線吸收劑的作用機制

紫外線吸收劑通過選擇性吸收紫外光(通常為290-400 nm),并將其轉化為低能量的熱能或無害熒光釋放,從而阻斷光氧化反應。常用類型包括:

  • 苯并三唑類(如Tinuvin 234、UV-327):高效吸收UV-A和UV-B,耐高溫,適合PC加工溫度(280-320°C)。

  • 二苯甲酮類(如UV-531):成本較低,但可能輕微影響PC透明度。

  • 三嗪類(如Tinuvin 1577):廣譜吸收,耐遷移性好,適合高耐候需求場景。


3. 應用關鍵點

(1)添加劑選擇

  • 相容性:需與PC基體良好相容,避免析出(如苯并三唑類更適合PC)。

  • 熱穩定性:PC加工溫度高,吸收劑需耐高溫(如Tinuvin 234在300°C下穩定)。

  • 協同效應:與受阻胺光穩定劑(HALS)復配使用,可增強長期耐候性(HALS捕獲自由基,UVAs阻斷紫外線)。

2)添加方式

  • 內添加:在PC聚合或加工過程中直接混入,均勻分散。

  • 表面涂層:在PC表面涂覆含UVAs的涂層(如UV固化涂層),適用于已成型制品。

3)濃度控制

  • 典型添加量:0.1%-1%(過高可能影響透明度或力學性能)。

  • 需通過老化試驗(如QUV加速老化)優化濃度。


4. 實際應用案例

  • 汽車領域:車燈罩、天窗等使用含苯并三唑類UVAs的PC,耐候性提升5-10年。

  • 電子設備:手機/筆記本電腦外殼添加UVAs,防止黃變和脆化。

  • 光學鏡片:高透明PC鏡片通過表面涂層+內添加復合方案,兼顧耐刮擦與抗UV。


相關資質

  • 國家級高新技術企業
  • 中國塑料加工工業協會,副會長單位
  • 中國農用塑料應用技術學會農塑制品分會,副會長單位
  • 全國塑料標準化技術委員會 老化方法分會,委
  • 美國塑料工業協會SPI,會員單位
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