聚合物光老化、光稳定机理与光稳定剂(下)

大多数聚合物材料,包括塑料、橡胶、纤维、涂料等,在户外使用时会发生光老化而使使用寿命缩短。为有效防止聚合物材料的光劣化,人们已对聚合物的光老化和光稳定机理进行了广泛的研究并先后研发出了几个类型的光稳定剂。但由于户外应用范围不断扩大和环境不断恶化正使聚合物的光老化变得越来越复杂而光防护难度也日益加大,因此国内外有关聚合物光老化、光稳定机理的研究和光稳定剂的研发一直十分活跃。本文下篇阐述光稳定剂的作用机理并综述光稳定剂的研发进展。     

聚合物涂层光稳定化研究进展

用于改造各种材料的表面性质并防止其光老化的聚合物涂层的光稳定化技术近年来已经成为高分子材料科学和光化学领域的又一研究热点。本文以紫外光固化聚合物涂层为重点综述了该研究领域的发展过程、理论研究特点和应用技术的生长点,并对聚合物涂层光稳定化技术的最新进展进行了评述,讨论了聚合物涂层光稳定化技术中新型光固化树脂,多功能单体、光引发剂和光稳定剂（包括紫外吸收剂和受阻胺类稳定剂）的特点及作用机理。     

高分子光稳定剂的研究——溶解度参数与光稳定效率的关系

<正> 添加光稳定剂是阻止聚合物因光照氧化降解,延长聚合物制品的使用寿命的有效方法。显然只有当光稳定剂能最大程度地均匀分散在聚合物中才能充分地发挥它的光稳定效率,这对高分子光稳定剂来说尤为重要。 光稳定剂与被稳定的聚合物的相容性对光稳定效率的影响已有过研究。如Ambrovic等曾经报道:随着2-羟基4-烷氧基二苯甲酮中烷基的碳原子数增加,它对聚丙烯的光稳定效率提高。高分子光稳定剂本身是一个有一定分子量的聚合物,使用时它与被稳定聚合物形成了共混体系。我们研究了高分子光稳定剂的溶解度参数和它对聚丙烯的光稳定效率的关系。     

受阻胺光稳定剂

本文介绍第4代光稳定剂——受阻胺光稳定剂的结构、合成、效率和其光稳定化作用机理,并介绍受阻胺光稳定剂的未来发展.本文可供从事高分子工业的科研、生产、助剂合成及高分子材料的老化与防老化的研究工作者参考.     

高分子三重态敏化剂的研究——Ⅳ.高分子苯乙酮及其衍生物的光谱、磷光量子产率及光敏化光稳定问题的研究

本工作合成和研究了高分子苯乙酮及其衍生物的光谱、磷光量子产率、磷光寿命以及光敏化、光稳定等问题.结果表明高分子光敏化剂和光稳定剂保持着它们原来相应小分子的光化学和光物理行为.高分子敏化剂由于T-T湮灭,分子链中的光敏基团的含量存在一最佳值,此时磷光量子产率最高,敏化效率最好.但高分子光稳定剂则光稳定基团含量愈高光稳定能力愈强.     

含二苯甲酮结构的稀土配合物对PVC光稳定性能的影响

兼具热和光稳定性的稀土稳定剂,对降低聚氯乙烯(PVC)加工成本,提高PVC的生产效率和打开稀土稳定剂的应用领域具有重要的意义,因此,通过人工加速紫外老化实验和户外自然光老化实验,研究了2,4-二羟基二苯甲酮镧(LBP)、 2-苯甲酰苯甲酸镧(LBA)及三元复合稳定剂对PVC光稳定性能的影响。结果表明：添加含LBP和含LBA的两种三元复合稳定剂(LBP∶ZnSt₂∶PE=2∶1∶2, LBA∶ZnSt₂∶PE=1∶1∶3)的PVC片材,人工紫外老化10 d后,失重率分别为2.7%和6.2%,自然光老化35 d后,拉伸强度保留率分别为87.6%和81.8%,复合稳定剂提高PVC的光稳定性能最佳。稀土稳定剂可以吸收PVC降解产生的氯化氢,降低氯化氢的浓度,从而减弱氯化氢对PVC降解的催化作用,抑制PVC脱去HCl形成双键,防止双键在氧作用下,形成过氧化物生成羰基化合物。     

高分子三重态敏化剂的研究IV: 高分子苯乙酮及其衍生物的光谱, 磷光量子产率及光敏化光稳定问题的研究

本工作合成和研究了高分子苯乙酮及其衍生物的光谱、磷光量子产率、磷光寿命以及光敏化、光稳定等问题。结量表明高分子光敏化剂和光稳定剂保持着它们原来相应小分子的光化学和光物理行为。高分子敏化剂由于T-T湮灭, 分子链中的光敏基团的存在一最佳值, 此时磷光量子产率最高, 敏化效率最好。但高分子光稳定剂则光稳定基团含量愈高光稳定能力愈强。     

高分子三重态敏化剂的研究IV: 高分子苯乙酮及其衍生物的光谱, 磷光量子产率及光敏化光稳定问题的研究

本工作合成和研究了高分子苯乙酮及其衍生物的光谱、磷光量子产率、磷光寿命以及光敏化、光稳定等问题。结量表明高分子光敏化剂和光稳定剂保持着它们原来相应小分子的光化学和光物理行为。高分子敏化剂由于T-T湮灭, 分子链中的光敏基团的存在一最佳值, 此时磷光量子产率最高, 敏化效率最好。但高分子光稳定剂则光稳定基团含量愈高光稳定能力愈强。     

纳米粒子增强聚合物环境稳定性的研究进展

聚合物的老化行为及防老化研究是聚合物材料的基础科学问题和热点领域之一。本文详细介绍了聚合物材料常见的热氧老化和光氧老化的过程和机理、防老化原理和方法、各种抗老化助剂的种类以及评价方法等,重点介绍了本课题组近几年来使用纳米粒子作为抗老化助剂的研究成果,主要包括纳米二氧化硅、纳米二氧化钛和纳米氧化锌等。     

光响应超分子聚合物

超分子聚合物是超分子化学、高分子化学和材料化学领域的研究热点.将光响应的功能基团以非共价作用构筑到超分子聚合物体系中,得到光响应型超分子聚合物,从而能够将超分子聚合物的独特性质与光化学反应的优势有效地结合起来,从而构筑新型的光功能材料.本文总结了近年来本课题组有关光响应超分子聚合物方面的研究工作:介绍了主链型的光响应超分子聚合物的光调控组装和解离,超分子聚合物和共价聚合物的光控可逆切换和光调控组装形貌;另外还举例介绍了具有自修复和室温磷光发射等功能的侧链型光响应超分子聚合物,并对刺激-响应的超分子聚合物领域的发展做了展望.     

1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇对聚丙烯光稳定作用的研究

<正> 关于受阻胺类光稳定剂的稳定作用机理,是近年来光稳定研究领域中广泛探讨的课题,我们用异辛烷溶液研究了1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇的光稳定作用,结果已在前文报道,本工作是上述研究的继续,主要研究五甲基哌啶醇对聚丙烯膜的光稳定作用。     

界面对聚丙烯/碳酸钙复合材料光氧老化的影响

以聚丙烯(PP)/碳酸钙为研究对象,以复合材料界面为着眼点,探讨了不同的填料粒径和表面组成对复合材料光氧老化的影响,并提出了相关机理.首先,文中认为聚合物/无机填料界面面积与界面化学组成是影响老化速率的关键因素.聚合物与碳酸钙的总界面面积的增大会加速PP的光氧老化,不同偶联剂处理会改变碳酸钙的表面化学特性进而对PP老化产生促进或抑制.在此基础上提出了基于界面的老化反应速率概念及相应模型.其次,在老化领域采用了"界面放大"的实验方案,验证了碳酸钙对PP的老化促进很大程度上来源于碳酸钙表面的化学组成.此外,研究发现采用表面处理剂钛酸酯改性的碳酸钙能大大促进PP的老化,且表现为钛酸酯与碳酸钙的协同效果.     

聚合物氮化碳材料光激发过程研究进展

近年来,不含金属元素的聚合物氮化碳半导体以其独特的材料组成和电子结构特征吸引了研究人员的广泛兴趣,在诸如光催化、光致发光、光电化学等光激发相关领域具有潜在的应用前景。聚合物氮化碳光激发过程由能带结构、载流子行为、激子效应等因素所主导,对于这一过程的研究在材料性能的优化、应用领域的拓展以及应用机制的理解等方面具有重要意义。围绕这一主题,本文综述了近年来聚合物氮化碳材料光激发过程研究中取得的最新进展,简单介绍了聚合物半导体光激发过程的研究方法,分别讨论了光激发下材料中的载流子行为和激子过程,进而总结了常用改性策略对于材料光激发过程的调控机制,此外还对材料光响应特性功能化的研究进行了概括。     

聚合物氮化碳材料光激发过程研究进展

近年来,不含金属元素的聚合物氮化碳半导体以其独特的材料组成和电子结构特征吸引了研究人员的广泛兴趣,在诸如光催化、光致发光、光电化学等光激发相关领域具有潜在的应用前景。聚合物氮化碳光激发过程由能带结构、载流子行为、激子效应等因素所主导,对于这一过程的研究在材料性能的优化、应用领域的拓展以及应用机制的理解等方面具有重要意义。围绕这一主题,本文综述了近年来聚合物氮化碳材料光激发过程研究中取得的最新进展,简单介绍了聚合物半导体光激发过程的研究方法,分别讨论了光激发下材料中的载流子行为和激子过程,进而总结了常用改性策略对于材料光激发过程的调控机制,此外还对材料光响应特性功能化的研究进行了概括。     

利用双光子聚合技术制备的聚合物型光栅光波导和耦合光栅

自从1970年报道第一个波导光栅之后,人们又很快发现了它在集成光学上的应用潜力．目前,对廉价、可靠和高效的集成光学器件的需求使研究者们开始注意聚合物材料．因此有关各种聚合物型的波导光栅的制备和光学性能的研究备受注意。现在,紫外光漂白、激光切除和光致二色型等一系列方法已经被用于聚合物波导光栅的制备,同时,聚合物波导光栅的光控光开关、光子禁带效应和谐振光栅等各种光学性质也有广泛的研究．迄今,聚合物波导光栅的制备方法基本上属于物理方法,并没有在材料内部引发本质性的化学改变,因此所制备的器件的长期稳定性难以保证．如利用紫外光漂白和光致二色性法制备的波导光栅,前者是靠材料的饱和光吸收引发的折射率变化,后者则是靠聚合物内的染料分子的光致定向作用产生的周期性结构。     

一种双功能光折变模型分子的光电导性质

咔唑衍生物及含咔唑基团的聚合物由于在光信息传导、全息照相和光折变等高科技领域的潜在应用前景而越来越受到重视［１～３］,大量有机光折变材料已被合成．其中一些含有咔唑成分的光折变材料具有很优异的性能．１９９４年,一种具有低玻璃化温度的ＰＶＫ掺杂体系的净增益参数达到２２０ｃｍ－１,而衍射效率也近似达到１００％．这一结果超过了已知的绝大多数无机物［２］．大多数咔唑衍生物及含咔唑基团的聚合物都具有良好的光电导性质,并且主要以空穴传导为主．但它们的迁移率和机理由于引入不同的侧基和掺杂物出现很大差别［４～６］…     

有机金属酞菁类化合物及其非线性光限幅特性

随着激光技术的快速发展, 激光武器的性能也越来越优越, 所造成的危害也越来越大, 各国开始加大力度对激光防护材料进行研究. 酞菁化合物具有限幅窗口宽、限幅效果明显、响应迅速等特点, 是一类非常具有应用前景的光限幅材料. 当前, 制备出限幅性能好、稳定性强的酞菁光限幅材料成为激光防护材料领域中的研究热点. 本文评述和总结了近几年在酞菁光限幅材料方面开展的系统研究工作, 首先介绍了酞菁化合物实现光限幅效应的机制, 并在此基础上详细分析了影响光限幅效应的因素以及光限幅器件化过程对酞菁光物理和光限幅性能的影响机理. 根据分析结果提出了在基础和应用研究方面存在的科学问题, 指出了该类型光限幅材料面临的挑战和今后的重要发展方向.     

光折变聚合物材料研究进展

综述近年来光折变聚合物的材料的研究现状，着重介绍光折变聚合物材料的化学结构，组成及光折变性能。简单分析当前研究工作所面临的问题。     

有机/聚合物光折变材料研究进展

有机/聚合物光折变材料的品质因数高,结构设计容易,样品制备简单,综合性能优良,是一类极具发展潜力的非线性光学材料。本文首先对有机/聚合物材料中光折变效应的基本概念和特点进行了简单介绍;然后根据材料组成特征,对有机光折变材料近年来的研究概况进行了分类综述。对于各种材料体系,重点论述了以应用为导向的材料优化进程,分析了材料体系中存在的亟待解决的瓶颈问题,并对有机/聚合物光折变材料的实用化进程及今后的发展思路进行了展望。     

受阻胺光稳定剂GW-540作用机理的研究

本文用抗张强度、ESR、IR、氧吸收测定方法,以及亚甲基蓝敏化光氧化方法研究了新型受阻胺光稳定剂——三(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)亚磷酸酯(GW-540)的作用机理。实验结果表明,GW-540具有较好的光稳定效能,它能在光稳定作用过程中产生稳定的氮氧自由基(>NO^·),也能分解大分子氢过氧化物及猝灭单线态氧。它的光稳定作用可能与其同时具有分解氢过氧化物,清除游离基,猝灭单线态氧等多功能的自协同作用有关。