有机体系,互容性很好。
历史上使用的光稳定剂大致可以分为4类,即紫外线吸收剂、猝灭剂、自由基铺获剂和光屏蔽剂。从作用原理上看主要从三个方向发挥作用,其一阻止遮挡紫外线进入产品,御敌于门外,但屏蔽剂对光线屏蔽没有选择,结果是产品不透明。其二针对紫外线进入聚合物内引发的自由基进行捕获,阻止自由基进一步引发其他分子断裂,从本质上说是以极少的分子键断裂为代价保护产品整体完好。使用对紫外线敏感的色料时容易发生褪色现象。其三吸收紫外线的能量,将其转化为热能散发,这是一种很好的方法。
但有机光稳定剂有两个最大的缺点:第一自身稳定性有限,长期使用时随着吸收剂分子的分解和挥发,产品抗紫外线能力下降,难以长期保持高耐候性,产品使用寿命较短。第二吸收剂本身或其分解产物具有一定的毒性,影响产品出口,限制了产品使用范围。
当前国际绿色消费观念日益加强,要求产品具有较长的使用寿命以保护有限的资源。产品的毒性更受到人们的关注。在这种背景下无机纳米紫外线吸收剂应运而生,纳米材料是指材料的尺寸至少有一维介于1—100nm之间,目前用作紫外线吸收剂的粉体基本为球型颗粒,粒径与紫外线波长相当,紫外线光波在离子表面发生强反射作用,这种现象称为纳米材料的小尺寸效应。在小尺寸效应作用下纳米材料可以强烈屏蔽紫外线,而可见光波长远大于颗粒尺寸,他们将发生光的衍射透过粒子,使得纳米材料在屏蔽紫外线的同时对可见光具有高的通透性。
目前使用的纳米材料较多,最近纳米氧化铈受到关注,他具有丰富的4 F电子层能级结构,使得他可以通过电子跃迁吸收紫外线能量,然后以低能级的光(可见光和红外线)和热能的方式放出。普通氧化铈用于紫外线吸收早已在玻璃行业得到应用,因此纳米氧化铈具备紫外线吸收和反射双重效应,防止高分子材料老化的功能将更强。
总体来讲,无机紫外线吸收剂的突出优点是:1.紫外线屏蔽效率高,可见光透过滤好。2.稳定性极佳,可长效发挥功能,长期保持高分子产品艳丽外观,延长高分子产品寿命。3.目前开发的产品基本无毒,适用范围广。4.由于粒子达到纳米量级后其生、光、电、磁等性质都发生很大得变化,这将带来高分子材料力学性质的优化,使得可以制造出功能性材料。目前已利用纳米材料制造出高强度塑料,利用纳米材料的高表面活性,制造出杀菌、自洁功能涂料等。
纳米材料也并非无懈可击,最大的问题是纳米材料表面能高,粒子团聚现象突出,一般常规手段难分散,纳米材料不能均匀分布到体系中,影响其功能的发挥。解决这一问题的障碍在于信息的封闭,纳米材料生产企业之间相互封锁技术,纳米材料应用企业之间更始如此,甚至生产企业与应用企业之间也沟通不畅,这种现象在市场经济条件下虽可理解,但必将影响技术的进步,解决的方法就是建立合理的利益分配机制,加强企业间合作与交流。
其次是价格因素,前几年纳米材料价格很高,应用纳米材料制出的产品与同类产品相比要高许多,目前随着技术进步纳米粉体材料价格已经回落,与进口高档有机吸收剂比较,价格偏低或更低,然而应用纳米材料制出的产品价格回落不多,以涂料业为例:目前添加纳米材料后价格平均上涨仍然达到两万元左右,有的高出四万元之多,使得在国内目前的经济条件下市场范围将受到限制,反过来造成纳米材料生产企业规模缩小,成本加大,形成了恶性循环。因此纳米材料的生产企业和应用企业应该本着市场规律重新定位各自的产品价位。
第三不良的商业炒做使人们对纳米材料即感到高深莫测,同时又敬而远之,对身边的纳米产品不敢相信疑窦重重,因此有关单位在宣传上要注意客观科学。
综上所诉,纳米紫外线吸收剂技术上占有优势,是符合潮流和方向的。纳米粉体实际使用环节需要进一步加强,分散技术需进一步完善,应使终极用户象使用有机产品一样方便。各级产品价位应适当调整,终极用户要科学对待纳米材料,注重功能性产品开发。 |