PFI专家技术解读之耐黄变:(二)光黄变

光黄变是由于紫外线照射而引起的白色或浅色材料表面颜色变黄的现象。

黄变是指白色或浅色材料在光、紫外线、热、氧、应力、化学品等条件下,表面泛黄的现象。又称黄化。材料黄变的原因各有不同,无法用一种方法检测出来。只能根据实际情况,排查发黄原因,再有针对性地解决。

光黄变是由于紫外线照射而引起的白色或浅色材料表面颜色变黄的现象。

现行的耐光黄变测试的国家与国际方法,是用白炽灯及加热控温装置模拟自然环境,或用紫外线照射试样,在规定的时间内观察白色或浅色样品表面的颜色变化情况,确定样品的变色程度,从而判定材料在太阳光辐射下耐黄变的能力。

一、耐光黄变的测试:
1. 检测方法
  • HG/T 3689-2014 《鞋类耐黄变试验方法》
  • QB/T 4672-2014 《人造革合成革试验方法 耐黄变的测定》
  • GB/T 30669-2014 《纺织品 色牢度试验 耐光黄变色牢度》
  • ASTM D1148-13(R2018) <Standard Test Method for Rubber Deterioration-Discoloration from Ultraviolet (UV) or UV/Visible Radiation and Heat Exposure of Light-Colored Surfaces>

1: ISO 标准没有专门的耐光黄变测试方法,部分客户会修改采用耐光照色牢度方法ISO 105-B02进行耐光黄变测试。

2. 测试原理及过程
太阳灯法
紫外线法
氙弧灯法
HG/T 3689-2014
X
X
QB/T4672-2014
X
X
GB/T 30669-2014
X
ASTM D1148-13(R2018)
X
X

2:因光源不同,方法之间没有可比性。

a) 太阳灯法:以太阳灯及加热控温装置模拟自然的环境下,评价试样表面颜色的变化情况。

将按标准规定制备好的试样,放入仪器内。仪器所使用的光源和温度条件都应满足要求。按标准要求设置好试样与光源的距离、仓内温度、速度等。启动仪器,使试样在模拟太阳光下不间断照射,当达到规定时间后,取出试样确定变色情况。

b) 紫外线法:以紫外线照射试样,评价试样表面颜色的变化情况。

将按标准规定制备好的试样,放入仪器内。仪器所使用的光源(和温度条件)都应满足要求。按标准要求设置好试样与光源的距离(和仓内温度)等条件。启动仪器,使试样在紫外线下不间断照射,当达到规定时间后,取出试样确定变色情况。

c) 氙弧灯法:用带有可见光过滤器的氙灯照射试样,评价试样表面颜色的变化情况。

二、光黄变的成因和对策

光是一种能量,其能量随着波长的不同而变化,通常400nm以下的紫外光对鞋用材料破坏作用最大。光黄变的发生机理是光对材料的氧化降解。

有的材料吸收光能后,吸收部位上的分子链就会裂解而使材料变黄,如二烯类橡塑材料。

芳香族(苯环)的聚氨酯色稳定性较差,是因为其结构上的前醌结构在紫外线照射下产生醌亚胺变色基团产生黄变。

而TPR/TPE产品所使用的SBS共聚物,因为分子结构中含有聚丁二烯不饱和键,在光氧作用下,会产生明显的光降解,引发自由基氧化,在材料内部形成大量带显色基团(共轭π键)的降解或交联产物,显现出老化特有的黄色外观。

因此,要提高材料耐光黄变,可考虑采用以下方法:

1) 要选用耐光性比较好的材料。脂肪族的PU(聚氨酯)就比芳香族的色稳定性更好。

2) 加入抗紫外线剂。通过减少对紫外线的吸收、降低其对材料的破坏。

3) 是要针对性地添加稳定剂。固定材料结构,加强材料稳定性。

光黄变是一个很重要的黄变原因,其本身是不可逆过程,需要格外重视。

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