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          1. 特種炭黑公司新聞

            色素碳黑在塑料中防紫外線的原理

            2019-12-09 10:02:17

            一般塑料暴曬與太陽底下,會因為紫外線產生光化學降解或者稱之為光老化現象,從而表面開裂、發脆和機械性能下降。在聚烯烴塑料中,高密度聚乙烯的耐光性最好,低密度聚乙烯次之,甲基分枝較多的聚丙烯最差,塑料穩定性的順序也是這樣。

            添加色素碳黑可以顯著提高聚乙烯塑料的耐候性。塑料吸收紫外線,使得塑料表面的附近的分子分解并產生自由基,生成的自由基和氧及聚合物分子發生反應。產生過氧基再和聚合物發生反應,從而導致聚合物老化。

            色素碳黑之所以能夠阻止塑料發生老化現象,一方面是因為色素碳黑能夠吸收紫外線,當分散在塑料中的炭黑聚集體和附聚體收到紫外線照射時,會引起紫外線的散射,散射光也被炭黑聚集體和附聚體吸收,從而使聚合物吸收的紫外線顯著減少。另一方面,因為炭黑表面的烴基,羧基等含氧官能團和聚合物受紫外線照射分解后產生的聚合物反應,從而清除這些集團的作用,防止聚合物的進一步分解。

            色素碳黑對塑料防紫外線的老化作用,取決于色素碳黑的粒徑,結構和表面化學性。炭黑的粒徑較小時表面積增大,吸收光或遮光能力增強,故紫外線防護作用增強,但是粒徑比20nm更小時,防紫外線作用趨同于一般,原因是粒徑較小,逆向散射減少,而繼續向前的光會威脅聚合物的穩定性。

            結構低,聚集體尺寸較小的時候,會增加逆向散射,因此會增強對聚合物的防護作用,這也是結構低的炭黑趨于較黑的原因。色素碳黑表面含氧官能團多,及表面揮發份較高時,能消除聚合物分解產生的基團,因此防護作用增強。

            電纜護套,塑料管,農膜和汽車用工程塑料等常用于室外的塑料制品,通常需要添加1%到2.5%的,粒徑20nm的炭黑以防護紫外線老化。

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