在户外,ABS塑料没多久就会出现变色变脆的情况,此问题给众多生产商带来了困扰。通过添加光稳定剂,材料的耐候性能实现了显著提升,而这背后有着一系列科学实验数据作为支撑。
光稳定剂的作用原理
光稳定剂让ABS塑料得以保护,是借助吸收或者屏蔽掉紫外线的方式,它们可切实减缓材料因光照致使的老化进程,进而延长制品的使用期限,经由实验显现,添加光稳定剂之后,ABS塑料于户外环境里的性能保持比率显著提升。
光稳定剂的类型不同,其作用机制也不一样。紫外线吸收剂可把紫外线的能量转变为无害的热能,受阻胺光稳定剂能够捕获自由基,让降解反应中断。把这两种稳定剂合理搭配,能形成协同效应,提供更全面的保护 。
自然气候老化实验数据
经过为期12个月的自然气候老化实验期段,研究人员针对五种不同配方的ABS塑料展开了测试行动。实验所选择的地点为广州,这个特定地区具备典型亚热带气候的特征表现,其年平均温度是22℃,年日照时数超出1800小时。测试涵盖的内容有外观颜色的变化情形,以及力学性能的保持状况。
参与实验得出的结果表明,不存在添加情况,也就是没有去添加光稳定剂的ABS样品,在历经6个月之后,其冲击强度保持率已然下降到不满50% 。然而呢,存在添加情况的,也就是添加了光稳定剂的样品,在同样的这段时间之内,却依旧能够维持70%以上的冲击强度。而且呀,关于颜色变化值ΔE ,也呈现出了与之相似的一种走向趋势,光稳定剂有效地起到了延缓材料发生变色的作用 。
紫外老化实验分析
进行紫外老化实验时,所采用的光源是UV - B型紫外灯,辐照强度被控制在了0.6W/m² 。实验箱内部的温度维持在25±2℃ ,相对湿度为60%±5% 。每一个测试周期涵盖了8小时的紫外照射以及4小时的冷凝过程,如此连续开展1000小时 。
测试相关数据显示,于紫外老化实验之时,ABS塑料的那个冲击强度保持率,跟自然老化所产生的结果,具备相似的那种变化规律。添加了光稳定剂的那些样品,在整个实验的期间里,均展现出更为稳定的性能。特别是将多种稳定剂进行复合使用的那类配方,其性能保持率一直比单一稳定剂配方更为优良。
复合稳定剂的协同效应
研究人员开展了将受阻胺光稳定剂 A 同紫外线吸收剂 B、C予以复配的工作,从中发现了这种组合产生了能体现显著程度的协同效应,在有着相同添加量的情形下,复合稳定剂所具备的保护效果显著地超过了单一组分,这种起到合作助力效能的作用致使材料于长期遭受曝晒之后依旧能够维持良好的力学性能 。
具体数据表明,对使用复合稳定剂的ABS样品而言,在历经12个月自然老化之后,其冲击强度保持率超过75%,然而那些使用单一稳定剂的样品,仅仅能维持在60%左右。色差的变化同样呈现出这样同样的趋势,即复合稳定剂能够更为有效地避免材料出现变色情况。
光屏蔽剂的经济性应用
颜料类添加剂之中的光屏蔽剂,像炭黑、钛白粉这类,借着反射紫外线或者吸收紫外线的方式,去对基体材料予以保护了。它的保护效果比不上有机光稳定剂,不过成本优势是相当显著的。在那些要求程度不高的应用场合里,适量运用光屏蔽剂能够明显地把材料成本给降低。
实验显示,把2%钛白粉添加进去的ABS样品,于紫外老化实验里的性能保持率,相较于没添加任何稳定剂的样品,提升了大约30%。这样一种方案非常适配对颜色要求不苛刻且要把控成本的应用场景,像某些户外结构件 。
实验方法的对比评价
材料老化存在自然气候老化、实验室加速老化两种方式且各具优势,自然老化可真切呈现材料于实际使用环境里的性能演变,只是所需时间特别漫长,紫外加速老化虽能够于较短时间当中获取相关数据,可是没办法全面模拟自然老化那种复杂的条件。
研究人员表明,UV - B型紫外老化试验更适宜被用于质量把控以及配方挑选,然而却不适合作为预测材料实际使用期限的唯一凭借。在实际的研发环节当中,建议把两种方法合并运用,从而获取更为全面精确的评估成果。
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