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188宝金博页面版: 塑料抗老化

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内容提示: 塑料的光老化 本文介绍了塑料老化的原因以及老化试验的相关知识,能帮助读者较深入的理解为什么塑料在光照环境下很容易发生破损。 1 太阳光的紫外光谱 由于太阳辐射至地球大气外层的阳光是一个连续的能量光谱,其波长范围为 0.7nm至约 3000nm。穿过大气层后,部分长波辐射被水蒸汽和二氧化碳吸收。最后,只有红外辐射的短波部分达到地区表面。波长小于 175nm 的短波紫外辐射被高于地球表面 100 公里的大气层中的氧所吸收,而 175nm-290nm 的辐射则为同温层臭氧所吸收。臭氧层的最低平均纬度为海拔 15 公里,在海拔 25-30 公里外密度最大。被臭氧层吸收后...

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塑料的光老化 本文介绍了塑料老化的原因以及老化试验的相关知识,能帮助读者较深入的理解为什么塑料在光照环境下很容易发生破损。 1 太阳光的紫外光谱 由于太阳辐射至地球大气外层的阳光是一个连续的能量光谱,其波长范围为 0.7nm至约 3000nm。穿过大气层后,部分长波辐射被水蒸汽和二氧化碳吸收。最后,只有红外辐射的短波部分达到地区表面。波长小于 175nm 的短波紫外辐射被高于地球表面 100 公里的大气层中的氧所吸收,而 175nm-290nm 的辐射则为同温层臭氧所吸收。臭氧层的最低平均纬度为海拔 15 公里,在海拔 25-30 公里外密度最大。被臭氧层吸收后所剩余的太阳光中的紫外部分,即波长为 290-400nm 的辐射,可引发户外塑料的降解。 除了考虑臭氧层吸收后还剩余的部分紫外线辐射外,大气中的空气分子和气溶胶粒子(水、液滴、尘埃)对日光的散射作用也是不能忽视的。因此,引起塑料老化的辐射,即达到地球表面的辐射,应包括直接的阳光(太阳辐射)和散射光(空间辐射)两部分。研究发现,尽管在阴天,太阳的直接辐射由于被云层吸收而减少,但总辐射中的紫外部分则有可能由于易于达到地球表面的短波长散射的增加而增加。这个问题近来已引起了人们的注意。业已发现,从积聚云侧面的散射可使太阳总辐射增高 20%,此值高于中午太阳的最大直接辐射。按一级近似,总辐射的强度及光谱分布是太阳位置的函数,当然,是随每天的时刻及季节而变化的。实际上,太阳的位置决定了光必须穿过空气层的厚度,因而也决定了光被吸收的情况。表 1 所示说明了垂直入射光的整体辐射强度。可以看出,引起高聚物降解的辐射能量仅为总辐射的 6%。 如上面所提及的,波长 175-290nm 间的紫外辐射能为大气臭氧层所吸收。因臭氧层随季节及地区而异,所以短波被吸收的量,短波辐射的强度,于地理位置及季节非常有关。计算所得的波长 297.5nm 的辐射强度随纬度及季节的变化如图 1 所示,该计算是根据当天太阳所处最高位置对垂直于直接辐射方向的平面进行的。在赤道处,辐射强度随季节的变化甚少,而在北纬 50°处,这种变化可达 3 个数量级。 除了紫外辐射外,还必须考虑不同气候地区温度和湿度的差异。事实上,热氧化降解相对于光氧化降解的重要性,随温度的增高而逐渐位居主导地位,且在一般情况下,热氧化降解总是与光氧化降解重叠的。而水也会参与到某些颜料(如 TiO 2 )的光化学反应或发生水解或萃。跋旄呔畚锏慕到夤。

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