– 如酞菁蓝、酞菁绿
紫外线吸收剂及其作用机理
• 吸收有害的紫外线 • 将其能量转化为对聚合物无害的荧光（或磷光） • 将其能量转化对聚合物无害的振动能（即热能） • 理想的紫外线吸收剂应在290～400nm区域有最
大的消光系数 • 消光作用是随其浓度提高、光程增加而增大的 • 紫外线吸收剂的缺点：聚合物表层不能得到有效
亚磷酸酯、多元醇等 – 按作用大小分类
主稳定剂、辅助稳定剂
• 复合稳定剂
热稳定剂的作用机理
• 预防作用
阻止脱氯化氢的反应，或至少应能推迟这一反应的发生。 – 吸收HCl，抑制其自动催化作用；
金属羧酸盐、有机锡硫醇盐、环氧化脂肪酸酯 – 置换PVC分子中不稳定的氯原子，如烯丙基氯原子或叔
碳位氯原子，消除引发点； 金属皂、有机锡类 – 捕捉自由基，阻止自动氧化。 酚类抗氧剂
• 有机锡硫化物
如正丁基硫代亚锡盐
只能与二烷基锡硫醇盐复配在一起使用
• 有机锡稳定剂的应用特点
– 绝对不影响制品的透明性 – 含硫的有机锡稳定剂并不具有自润滑性，加工温度比
较高，需要添加润滑剂 – 具有一定的增塑功能，但还是需要PMMA类聚合型加
工助剂
– 有机锡硫醇盐与含镉或含铅的稳定剂或颜料一同使用， 会发生硫污染，使产品色泽加深
– 有机锡稳定剂在硬质PVC内的迁移性非常弱，可用于 食品包装。
羧酸有机锡
第二节 光稳定剂
• 光稳定剂能对聚合物中的光化学过程 的进行抑制或消除。
• 光稳定剂的作用：防止存在于阳光和 各种人工光源中的紫外光所引起的聚 合的光降解和光交联。
• 聚合物光稳定的方法
– 辐射的屏蔽 – 辐射的吸收和转化 – 猝灭过程 – 消除自由基 – 分解氢过氧化物
吸收氯化氢
消除脱HCl反应的引发点
预防自动氧化
• 钝化作用 热稳定剂具有缩短多烯序列结构的作用，
并能破坏PVC受热过程中形成的碳鎓盐。
– 与多烯系列的加成反应 有机锡硫醇盐、锌，镉和铝的羧酸盐
– 碳鎓盐发生转化
只有有机锡硫醇盐类稳定剂同时具有 预防和钝化的功能
与多烯系列的加成反应
破坏碳鎓盐
的保护，不适于薄膜聚合物的保护。
紫外线吸收剂的种类
• 荧光化合物 • 具有羰基生色团的紫外线吸收剂，如:苯甲
酸酯，羟基二苯甲酮 • 具有含氮生色团的吸收剂，如:苯并三唑 • 光致变色吸收剂，如:2,5－二羟基－对－苯
二甲酸 • 金属有机化合物，如：二茂铁的衍生物
激发态猝灭剂及其作用机理
• 将生色团从激发态转变为基态，并将能量 以无害
的形式发散出去。
• 理想的猝灭剂能够使过量的能量完全散失，而自 身不会被以氧原子为中心的自由基破坏。
• 其作用与样品的厚度无关，常用于薄膜或纤维类 的稳定。
• 具有顺磁性过渡金属的螯合物
自由基捕捉基及其作用机理
• 清除自由基、切断自动氧化链式反应的方式来实 现光稳定的作用。
• 受阻胺光稳定剂（HALS）
第五章 聚合物的稳定剂
四川大学高分子学院
• 聚合物的稳定剂 凡是能防止或减缓聚合物因为各种外界作
用而发生降解的物质，都可称为聚合物的稳 定剂。
• 聚合物稳定剂的种类
热稳定剂 光稳定剂 抗氧剂 力化学稳定剂 防霉剂
第一节 热稳定剂
• 热稳定剂的分类
– 按照其化学组成分类 碱式铝盐、金属皂、有机锡、环氧化合物、
– 能阻止聚合物中产生自由基的化合物－－预防型抗氧 剂（在不产生自由基的过程中分解氢过氧化物）
• 按照抗氧剂的化学结构分类：
– 酚类 – 胺类
约占总量的90％以上
– 亚磷酸酯类
– 硫酯类
– 其它类
抗氧剂的作用机理
• 链终止型抗氧剂
– 能和烷基自由基结合的——链终止受体（CB-A) 抗氧剂——一般在氧气浓度较低（或烷基自由基 浓度较高）的体系中起作用
它助剂无化学反应 • 稳定剂的毒性要低 • 对某一特定的组合，在达到所要求的性能时，其
价格应尽可能低廉
光稳定剂研究开发的新趋势
• 高相对分子质量化趋势 • 多功能化趋势 • 反应型光稳定剂 • 成本与效能的平衡
第三节 抗氧剂
• 自动氧化作用
抗氧剂的分类
• 按照抗氧剂的作用机理分类:
– 能消除主要的增长自由基R·和 RO2 ·，从而打断主要的 氧化循环的抗氧剂－－链终止抗氧剂
• 光稳定剂的分类 光屏蔽剂，紫外光吸收剂，激发态猝灭剂，
自由基捕捉剂、氢过氧化物分解剂
光屏蔽剂及其作用机理
• 光屏蔽剂是对紫外光不透明的物质，能够 阻止紫外光射入到聚合物材料内部。
– 反射紫外光 – 吸收紫外光
• 无机颜料
– 白色颜料，如氧化锌、氧化钙、钛白 – 有色颜料，如氧化铁、氧化铬
• 有机颜料
有机锡稳定剂
• 只有二烃基有机锡R2SnY2和单烃基有 机锡RSnY3才是PVC的有效稳定剂。
• 有机锡稳定剂包括含硫的和不含硫的两 大类
– 含硫的有机锡－－－含硫的 – 羧酸有机锡－－－机锡硫醇盐
– 能同HCl反应，或通过取代反应使脱HCl的引发点消失 – 同时也具有协助阻止自动氧化的作用 – 单烷基锡硫醇盐和二烷基锡硫醇盐混合使用，协同效果好。
均聚、共聚、缩聚单体
光重排聚合物
光稳定剂的应用技术
• 聚合物中，稳定剂应有高的可溶性 • 稳定剂与聚合物的混合应比较方便 • 稳定剂通过迁移、渗出、挥发、浸出和其它过程
从聚合物中损失的速率要低 • 在被稳定的聚合物中，开始时使聚合物的着色很
浅，且在光和热的作用下，不改变颜色 • 热稳定性要好 • 稳定剂和聚合物间无化学作用，稳定剂也应和其
高分子光稳定剂
• 针对：低分子量的稳定剂
– 在聚合物模压合挤出加工时可能挥发 – 在塑料储存过程中，也可能从塑料中迁移渗出
• 解决方案：
– 通过化学或物理的方法，在聚合物上接上紫外 光吸收剂
– 通过带有具有光稳定作用的组分或基团的单体 的聚合或共聚来制备高分子紫外光吸收剂
– 应用可光重排的聚合物作为助剂
– 能终止过氧自由基的——链终止给体（CB-D)抗 氧剂——一般在氧气浓度充足（或烷基过氧自由 基浓度较高）的体系中起作用
CB-D抗氧剂的作用机理
CB-A抗氧剂的作用机理
过氧化物分解剂
影响抗氧剂效果的主要因素
• 氧气浓度 • 抗氧剂的挥发性 • 抗氧剂在聚合物中的溶解性 • 抗氧剂在聚合物中的扩散速率 • 抗氧剂的光稳定性