之前我们就某些点的特殊应用谈过塑料的抗UV，比如Chiguard® GA403用于透明塑料的紫外屏蔽，Chiguard®R-455抗析出反应型紫外吸收剂用于TPU等。
本篇我们从面上来谈谈聚合物抗UV的选择要点，希望能对大家有所启发。
聚合物光老化其实与热老化的机理类似，都是外在能量攻击分子链，产生的自由基引发链式降解反应，导致分子链断裂，分子量降低等，外部表现为聚合物颜色变化、物性下降，透明度丧失等问题。
聚合物抗UV一般会从两方面着手，一是给聚合物穿防晒衣，添加特定化学结构的物质（UVA），通过分子内振动把紫外线能量转化为热辐射释放出去，从而保护聚合物。二是给聚合物去火，聚合物某些基团已被UV激发，从而出现了自由基（上火），通过光稳定剂（HALS）来捕捉自由基，避免了自由基导致的链式降解反应，从而避免聚合物遭受更严重破坏。
整体来说，抗UV老化添加剂需要考虑7个因素，详细如下：
- 性能-耐久：
UVA被光照时间长了以后，其化学结构会发生永久性地变化，将失去吸收紫外线的能力，这称为UVA的光寿命。其中三嗪类的UVA是光寿命最长的UVA（如Chiguard®1064/1577等），因此适合一些要求超长耐候的用途。当然，一般用途使用常见的苯并三氮唑类（如Chiguard®234/5431等）或二苯甲酮类就足够应付。
2.性能-颜色及物性保持
如果侧重制品光泽保护，HALS的效果更明显（HALS起效不需要考虑厚度），如果侧重物性强度的保持，UVA效果更好（在制品有一定厚度的前提下），一般都是二者共用，可以根据需要调整二者比例，加半功倍。
3.外观-初始色：
UVA吸收紫外光，但也会顺带吸收一些短波长的蓝光，导致制品初始色偏黄。对于初始色要求高的用途，草酰胺类的紫外线吸收剂(如Chiguard® 1033)是更好选择。
4.制品厚度：
UVA的起效需要一定厚度（比尔兰比尔定律），HALS则不用考虑该问题，因此70%的HALS都是用在薄膜、丝、漆等薄制品上。我们设计塑料抗UV配方也需要考虑该问题。同时，厚度也会影响HALS的分子量选择，一般薄制品尽量选择小分子量的HALS。
5.与树脂相容性：
添加剂与树脂相容性不佳，会析出导致表面喷霜等外观不良，而且失去保护性能。
尤其TPU这类相容性不好的产品，因此奇钛开发了反应型紫外线吸收剂Chiguard® R455，这是一种具有紫外吸收基团的二元醇，在聚氨酯合成时加入，从根本上解决析出问题。对于TPU等材料改性厂家，可以使用Chiguard® U966，也因较好的抗析出性而被客户使用。
6.与整体配方的兼容性：
谈兼容，首要就是酸碱性。HALS作为受阻胺，会表现出不同酸碱性，常见HALS酸碱性如下（PKb小则碱性强）：
而有些树脂或添加剂呈酸性，因此要避免添加碱性添加剂，典型的比如PVC（热加工过程中释放酸性HCl）、聚碳酸酯（碱性添加剂易导致PC降解）、抗热老化助剂硫代酯也显酸性（与偏碱性HALS冲突）。
当然，理论往往无法解释全部事实，实际在PC/ABS体系中，N-H结构（上述理论认为碱性强）的Chiguard® 5050也被成功地批量使用，原因就是Chiguard® 5050与酸性物质的低反应性。
7.特殊场景要求：透明性、耐溶剂的萃取
最后我们谈几个特殊的耐紫外问题：
首先是高透明的紫外屏蔽，部分功能饮料中含胡萝卜素、焦糖色等，紫外线照射会导致产品变质或颜色改变，影响到品牌形象，Chiguard® GA403可以解决这类问题，保持透明度的同时屏蔽紫外线，在太阳镜、电子产品等用途也有应用。
其次是耐溶剂的萃取，耐水萃取对HALS很常见（如汽车漆用途），因此市面上已有很多产品来对应。但有些需要耐候的涂料或塑料制品会长期接触油性溶剂，大部分的HALS都容易被溶剂萃取，而Chiguard® 1152 则是一种反应型（带-OH基）的低碱性HALS，可以抵抗溶剂的冲刷而不被萃取出来，耐候效果持久。
以上就是我们对耐候添加剂选择的一些基本认识，实际应用会比较复杂，有时候你需要取舍，有时候你需要兼顾，还有时候则需要知道“原来还有这样的产品”，希望同大家一起探讨，一起解决问题，一起成长。
作者 | 付蛋蛋
