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    氙弧辐射、紫外光灯照射等常用的有机高分子材料老化测试简介及比较
           涂料、塑料等有机材料长期暴露在自然气候条件和光照辐射下会出现失光、褪色、泛黄、剥落、开裂、丧失拉伸强度和整层脱落等老化现象。因而对于户外使用的涂料,常见的如汽车涂料等,耐候性和耐光性是重要的检测项目之一。国内外现在评价涂料耐候性和耐光性的方法也很多,普遍采用的有自然气候老化试验、氙弧灯照射、碳弧灯照射和紫外光灯照射等人工加速气候老化试验的方法。       一、自然气候老化试验。       自然气候老化试验方法在国内外被广泛采用,其主要原因是自然气候老化实验结果更符合实际,所需的费用较低,操作简单方便。但自然气候老化试验的缺点是试验时间长;另外气候不可能年复一年的完全相同,故试验结果的再现性也不是很理想。       二、氙弧辐射试验。       相较其他测试方法,氙弧辐射试验被认为是能模拟全太阳光谱的试验,它能产生紫外光、可见光和红外光,是国内外广泛采用的测试方法。GB/T1865-1997(等同于IS0113411:1994)详细地介绍了这种方法。但这种方法也有它的局限性,即氙弧灯光源稳定性及由此带来的试验系统的复杂性。氙弧灯光源必须经过过滤以减少不期望的辐射,为达到不同的辐照度分布可有多种过滤玻璃类型供选择。选用何种玻璃取决于被测试材料类型及其用途。改变过滤玻璃可以改变透过的紫外光类型,从而改变材料遭受破坏的速度和类型。常用的过滤有三种类型:日光、窗玻璃和扩展的紫外光类型(国标GB/T1865-1997中提到的方法1和方法2对应于前两种类型)。       典型的氙弧辐射都配备一个辐照度控制系统。辐照度控制系统在氙弧辐射试验中很重要,因为氙弧灯光源的光谱自身内在稳定性就比荧光紫外灯光的光谱差。有人考察了一盏新氙弧灯和一盏用过1,000h的旧氙弧灯光谱的区别,结果发现光谱能量分布不但在光源的长波长范围随灯的使用时间延长变化显著,而且在短波长的范围内也有明显变化。这种变化引起的原因是氙弧灯的老化,是它的自身内在特性。对这种变化可采取多种补救措施,如提高更换灯管的频度以减轻灯光老化的影响,或者可用传感器控制辐照度。尽管存在因灯老化引起的光谱能量分布变化的情况,但氙弧灯仍不失作为耐候性和耐日光照射试验的一种可靠的和反映实际的光源。       大多数氙弧辐射试验在模拟润湿条件时采用水喷淋和/或温度自动控制系统(国标GB/T1865-1997提出的"表面用水喷淋")。水喷淋方法的局限是当温度相对较低的水喷到温度相对较高的试板上时,试板会冷却下来,这会使材料遭破坏的过程减缓。在氙弧辐射试验中,要求使用高纯度的水以防止试板表面形成沉积物。因此运行费用较高。       三、紫外光灯照射试验。       此老化试验是利用荧光紫外光灯模拟太阳光对有机材料的破坏性作用。荧光紫外灯在电学原理上与普通的照明用冷光日光灯相似,但能生成更多的紫外光而非可见光或红外光线。对于不同的曝晒应用,有不同类型的具有不同光谱的灯源供选择。UVA-340型的灯在主要的短波长紫外光光谱范围能很好地模拟太阳光,其光谱能量分布(SPD)与从太阳光谱中360nm处分出的光谱图很近似;UV-B型灯也是通常使用的加速人工气候老化试验用灯,它比UV-A型灯对材料的破坏速度更快,但其比360nm更短的波长能量输出对很多材料会造成偏离实际的试验结果。       辐照度(光强度)控制对于获得准确而有重现性的结果很重要,大多数紫外光老化试验装置都配备了辐照度控制系统。这些精确的辐照度控制系统使用户做试验时能选择辐照度量。通过反馈控制系统,辐照度能被连续和自动地监控并精确地得到控制。控制系统通过调节灯管的功率而自动地对因灯管老化或其他原因造成的照度不足进行补偿。       荧光紫外光灯因自身内在的光谱稳定性使辐照度控制简单化。所有的灯源随时间老化都会变弱,但荧光灯与其他类型的灯不同,它的光谱能量分布不会随时间变化。这一特点提高了试验结果的重现性,是其一大优势。有试验表明,一盏使用了2h的灯和一盏使用了5,600h的灯在配备了辐照度控制的老化试验系统中的输出功率无明显区别,辐照度控制装置能够维持光强度的恒定。此外它们的光谱能量的分布也无变化,这同氙弧灯有很大区别。       使用紫光灯老化试验的另一个优点是它能够模拟较为符合实际的室外潮湿环境对有机材料的破坏作用。在加速人工气候老化试验中采用一个特殊的冷凝原理来模仿室外潮湿环境。在测试的冷凝循环过程中,要加热试验箱底部的水槽以产生蒸汽,热蒸汽保持试验箱的环境在高温下有100%相对湿度。试验箱设计时,要使试板实际上构成试验箱的侧壁。这样试板的背面暴露在室温的室内空气下。室内空气的冷却作用使被测的试板表面的温度比蒸汽温度降低几度,温差可使水在冷凝循环过程中连续不断地降到被测试表面。如此产生的冷凝水是性质稳定的、纯净蒸馏水,这种水能提高实验结果的重现性,排除水沉积物污染问题,并且简化试验设备安装和操作。因为材料在室外受潮的时间一般很长,所以典型的循环冷凝系统至少要有4h的试验时间。冷凝过程在加温条件下进行(50℃),就会大大地加快潮湿对材料的破坏速度。长时间的、加热条件下进行的冷凝循环比其他诸如水喷淋、浸渍和其他高湿度环境的方法更能有效地再现潮湿环境破坏材料的现象。
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    紫外线吸收剂的产品特点及种类
           紫外线吸收剂和受阻胺光稳定剂统称为光安定剂。光安定剂可以有效提升高分子材料的耐候性,可以有效延缓因光照等因素引起的材料老化,延长材料的使用寿命。光安定剂广泛应用于汽车涂料、工业涂料、光学膜层等产业。       紫外线吸收剂能吸收太阳光及荧光光源中的紫外线能量,通过分子内官能团的作用将吸收的紫外线能量以热能释放出去,并且在转化过程中本身结构在激发态和基态间保持循环转换,因此紫外线吸收剂通常有相当的寿命。聚合物的种类不同,对引起其劣化的紫外线波长也不尽相同。正因如此,才催生市场上有多种不同类型的紫外线吸收剂。不同的紫外线吸收剂可吸收不同波长的紫外线,使用时应根据聚合物的种类选择合适紫外线吸收剂。       紫外线吸收剂产品应具备以下条件 :1、强烈吸收紫外线波段(尤其是波长为290-400nm);2、具有一定的热稳定性,在加工中不会因热而发生物质变化,热挥发性小;3、化学稳定性好,不与制品中材料组分发生不利反应;4、与高分子材料相容性好,可均匀地溶解分散于材料中,不喷霜,不渗出;5、吸收剂本身的光化学稳定性好,不分解,不变色;6、无色、无毒、无臭,耐浸洗等。       紫外线吸收剂按化学结构可分为水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类等。市场上主流的产品种类以苯酮类、苯并三唑类、三嗪类较为常见。台湾永光化学是紫外线吸收剂重要的生产商之一,其苯并三唑类、三嗪类紫外线吸收剂和受阻胺光稳定剂在产业界占有重要的地位。       受阻胺光稳定剂属于光安定剂的另一重要产品类别,虽然它不吸收屏蔽紫外线,但它可以有效捕捉高分子劣化过程中产生的有害自由基,有效减缓高分子劣化进程,延长产品使用寿命。紫外线吸收剂与受阻胺光稳定剂组合使用往往有加乘效果。
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    台湾永光化学紫外线吸收剂、光稳定剂的种类及应用
            紫外线吸收剂和受阻胺光稳定剂是提升有机高分子材料耐候性的重要两种助剂。台湾永光通常把紫外线吸收剂和受阻胺光稳定剂统称为光安定剂。      苯並三唑类、三嗪类紫外线吸收剂和受阻胺类光稳定剂(HALS)是台湾永光化学重要的产业之一,在全球高分子耐候市场上占有重要地位。苯並三唑类紫外线吸收剂具有吸收紫外线光谱宽、抗UV长效性和形态多样的特点,在涂料、油墨等高分子产业有着广泛的应用,是市场上所有紫外线吸收剂销售类型中市场份额中占比较大的品种;三嗪类紫外线以其强烈的短波吸收和长效的耐候性能而著称,常用于高耐候要求涂料配方中。受阻胺类光稳定剂(HALS)并不吸收紫外线线,为高分子自由基捕获剂,往往与紫外线吸收剂搭配使用,可以取得优异的加成效果。      EVERSORB 80/81/109/40S/93/95等产品都是上海苍洪常销售的主流产品。
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    烟包用环保型水性油墨、水松纸油墨、PVB醇溶性油墨的特点简述
           一、烟包用水性油墨。       它是由水溶性树脂、有机颜料、溶剂及助剂经复合研磨加工而成。它的主要溶剂是水,不含苯类、酮类、酯类等溶剂,基本没有有机溶剂的排放问题,特别适用于烟、酒、食品、饮料、药品、儿童玩具等卫生条件要求严格的包装印刷。       水性油墨不燃不爆,安全性能好,可以杜绝由静电引起的火灾隐患。其干燥方式为挥发干燥,干燥过程中伴随脱氨(胺)化学反应,固体树脂要在PH值在8~9弱碱性时才会有较好的溶解性。因此水性油墨一旦彻干后就很难再被水溶解,具备良好的耐水性。如果想重新溶解水性油墨,必须补充适当的胺以及一定的机械力,水性油墨才会慢慢溶解。       二、水松纸油墨。       水松纸也叫接装纸,只用作烟嘴装潢,属特种工业用纸。按加工工艺的不同,分为印刷型水松纸和涂布型水松纸两大类。印刷型水松纸采用凹版印刷工艺印刷而成,表面美观,流平性好,技术要求较高,适用于中、高档卷烟;涂布型水松纸采用涂布工艺加工而成,工艺简单,表面图案质量、流平性均较印刷型水松纸差,常用于低档卷烟。由于水松纸同吸烟者直接接触,因此水松纸的印刷油墨和涂层必须无毒,符合食品卫生要求,并且具有一定的抗水性和抗湿强度。       三、醇溶性油墨。       属于环保型油墨的一种,环保程度仅次于水性油墨。将PVB添加在油墨中可以增加烟包包装的光泽度和着色力,增强水松纸的抗水性以及纸张和滤嘴的附着力,改善水性油墨生产中出现的一系列问题。PVB具有良好的成膜性,它形成的涂膜具有高透明性、弹性、韧性、耐碱性强、耐油性、可挠性与低温耐冲击性等特性。PVB对金属、陶瓷、塑胶、皮革及木材等材质具有良好的粘结力,与其他树脂(如环氧树脂、酚醛树脂等)也具有不错的相容性。PVB可以作为印刷油墨的主体树脂,或者与其他树脂一起拼用,添加到油墨当中起到连接料的作用。      水性油墨和醇溶性油墨虽然都属于环保型油墨,但也有缺点。水性油墨的溶剂是水,其对颜料的湿润性不如醇溶性或其他有机溶剂的好,印刷适性不容易控制。为了维持印刷的稳定性,需要在配方中添加多种助剂,如炔二醇表面活性剂,分散剂、稳定剂等,这使水性油墨的成分变得复杂,对工艺的操作要求会更高;其次水的沸点比其他有机溶剂高,在常温下挥发速度较慢,因此其流平性、附着力、光泽度都较溶剂型油墨要差一些,容易产生印刷质量问题。