一、什么是光穩(wěn)定劑
太陽光是一種電磁波，在其通過空間和臭氧層時，290nm以下和3000nm以上的射線幾乎都被濾除，實際到達地面的為290nm～3000nm的電磁波，其中波長范圍為400～800nm（約占40%）的是可見光，波長約為800～3000nm（約占55%）的是紅外線，而波長約為290～400nm（僅占5%）的是紫外線。
太陽光中的紫外線是對高分子材料產(chǎn)生老化作用的主要原因。紫外線雖然僅占太陽光的5%左右，但是能量卻很大。高分子聚合物制品吸收紫外線后，足以能引發(fā)聚合物自我氧化、降解，破壞聚合物的化學(xué)鍵，使其斷裂、交聯(lián)，導(dǎo)致高分子聚合物制品顏色等外觀和物理力學(xué)性能發(fā)生惡變，強度降低、壽命縮短。這一過程稱為光氧化還原或光老化作用。紫外線也能穿過人的皮膚表層，破壞皮膚細胞，使皮膚逐漸變硬而失去彈性，出現(xiàn)皺紋和加快衰老。
光穩(wěn)定劑是高分子制品（例如塑料、橡膠、涂料、合成纖維）的一種添加劑，它能屏蔽或吸收紫外線的能量，猝滅單線態(tài)氧及將氫過氧化物分解成非活性物質(zhì)等功能，使高分子聚合物在光的輻射下，能排除或減緩光化學(xué)反應(yīng)可能性，阻止或延遲光老化的過程，從而達到延長高分子聚合物制品使用壽命的目的。
二、光穩(wěn)定劑的種類
1、光屏蔽劑：這是一類能夠遮蔽或反射紫外線的物質(zhì)，使光不能透入高分子內(nèi)部，從而起到保護高分子的作用。光屏蔽劑有碳黑、氧化鈦等無機顏料和酞菁藍、酞菁綠等有機顏料，其中碳黑屏蔽效果最好。
2、紫外線吸收劑：它的作用能有效地吸收波長為290～410nm的紫外線，而很少吸收可見光，它本身具有良好的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性。按其化學(xué)結(jié)構(gòu)主要可以分為：鄰羥基二苯甲酮類、苯并三唑類、水楊酸酯類、三嗪類、取代丙烯腈類。作為輔助光穩(wěn)定劑和受阻類光穩(wěn)定劑共同使用，尤其是用在聚烯烴或涂料中。
3、猝滅劑：可以接受塑料中發(fā)色團所吸收的能量，并將這些能量以熱量、熒光或磷光的形式發(fā)散出去，從而保護聚合物免受紫外線的破壞。它對聚合物的穩(wěn)定效果很好，多用于薄膜和纖維。主要是一些二價的有機鎳螯合物。有機鎳光穩(wěn)定劑具有良好的性能，但因重金屬離子的毒性問題，可能被其他無毒或低毒猝滅劑取代。
4、自由基捕獲劑：這類光穩(wěn)定劑能捕獲高分子中所生成的活性自由基，從而抑制光氧化過程，達到光穩(wěn)定目的。主要是受阻胺光穩(wěn)定劑（HALS）。是最有前途的一類新型高效光穩(wěn)定劑，在國際上年平均需求增長率為20%～30%。
5、氫過氧化物分解劑：是受阻胺類光穩(wěn)定劑中的一種。聚合物在貯存和加工期間能產(chǎn)生氫過氧化物，導(dǎo)致聚合物的光氧化降解，氫過氧化物分解劑能就能夠分解過氧化物，生成穩(wěn)定的氮-氧自由基，并進一步捕獲自由基，從而抑制聚合物降解。
三、光穩(wěn)定劑的缺點
1、光屏蔽劑防護效果好、價格低，但具有遮光性和著色性，僅適用于不透明材料；
2、紫外線吸收劑具有廣泛的適用性，但由于其防護效果不能有效地保護制品表面和薄制品，與此同時，因?qū)偌冇袡C化合物，還存在易揮發(fā)、噴霜、遷移、被溶劑抽出等缺點，這不但影響了其效能發(fā)揮的持久性，同時也導(dǎo)致污染環(huán)境；
3、激發(fā)態(tài)淬滅劑和氫過氧化物分解劑光穩(wěn)定性能高、揮發(fā)性低、噴霜和遷移小并耐抽出，能有效地保護制品表面和薄制品。但色深、毒性和環(huán)境污染大、高溫時會分解變色，與含硫添加劑存在對抗作用；
4、自由基捕獲劑色淺、光穩(wěn)定效能突出、也能有效地保護制品表面和薄制品，但由于具有堿性，與酸性基質(zhì)、添加劑存在對抗作用、酸性環(huán)境會使其性能受到影響，與此同時，與紫外線吸收劑一樣，因?qū)偌冇袡C化合物，也存在易揮發(fā)、噴霜、遷移、抽出等缺點。
四、光穩(wěn)定劑的作用機理實例
1、UVA
2、HALS
五、各種塑料的敏感波長
塑料 | 敏感波長(nm) |
聚乙烯 | 300 |
聚丙烯 | 310 |
聚氯乙烯 | 310 |
聚苯乙烯 | 318 |
聚酯 | 325 |
氯乙烯/醋酸乙烯共聚物 | 322～364 |
聚醋酸乙烯酯 | 280 |
聚甲醛 | 300～320 |
聚碳酸酯 | 295 |
聚甲基丙烯酸甲酯 | 290～315 |
硝酸纖維素 | 310 |
醋酸丁酸纖維素 | 295～298 |
