光解劑

光解劑也叫光降解劑、光敏劑或光降解催化劑。光降解是依靠日光照射下高分子材料進行自由基的降解反應，為了加快光降解反應加入光降解劑，常用的光降解劑是含有雙鍵和過渡金屬元素的有機化合物。其降解原理是在光照下發生光化學反應，產生自由基化合物，然後轉移聚合物分子鏈上的活潑氫，導致聚合物分子鏈斷裂，從而實現聚合物的降解。

基本介紹

• 中文名：光解劑
• 別名：光降解劑、光敏劑或光降解催化劑 

分類

光解劑主要分為過渡金屬化合物（絡合物）和二苯甲酮類化合物。

1、過渡金屬化合物

這類化合物中有N,N-二烷基二硫代氨基甲酸的過渡金屬鹽，水楊酸的過渡金屬鹽，銳鈦型二氧化鈦，氧化鈣等。有機金屬化合物主要為有機鐵的化合物，如硫代氨基甲酸鐵、二甲基二硫代氨基甲酸鐵、四甲基二硫代二甲氨基螯合物。具體品種有二丁基二硫代氨基甲酸鐵（FeDBC）和二乙基二硫代氨基甲酸鐵（FeDEC）兩種。其他鐵化合物還有十八酸鐵，外觀為橘紅色粉末，無毒無臭，不溶於水。硬脂酸鐵、月桂酸鐵、二茂鐵、二茂鐵的衍生物、乙醯丙酮鐵及Fe³⁺的金屬離子絡合物。除鐵的化合物外，還有二烷基二硫代氨基甲酸鎳及鋅類，Zn²⁺、Mn²⁺、Ni²⁺、Co²⁺等金屬離子絡合物，羧酸鈰、月桂酸鈰及硬脂酸鈰等。

2、二苯甲酮類化合物

這類化合物因為分子結構上具有酮基，能夠很容易地被光激發，常用的是二苯甲酮基其對位上有取代基的衍生物。具體品種有二苯甲酮（DPK）、苯乙酮、六氯丙酮、四甲基-4,4-二氨基甲酮（MK）、二硫化四丁基秋芝酮（TBTD）、二苯基胺等。

3、其他

一些對紫外線敏感的聚合物也具有光降解性，如乙烯和一氧化碳的共聚物，氯乙烯和一氧化碳的共聚物。光降解聚合物主要包括以下方面。

（1）一氧化碳的共聚物

主要有CO與乙烯/丙烯/聚乙烯/氯乙烯的共聚物。如CO與乙烯的共聚物ECO，當CO含量為1%時，可以在2~3個月內降解；當CO含量為2%~3%時，可在1個月內降解。

（2）乙烯酮的共聚物

主要有甲乙酮、聚乙烯酮、苯乙烯酮等。

（3）含雙鍵聚合物

主要有聚1,2-丁二烯。

作用機理

在光照下發生光化學反應，產生自由基化合物，然後轉移聚合物分子鏈上的活潑氫，導致聚合物分子鏈斷裂，從而實現聚合物的降解。

套用

光解劑主要是添加在光降解塑膠中，在光的作用下促成塑膠產生碳鏈斷裂分解。

光降解塑膠是指在光的作用下能發生降解的塑膠。按製造方法可將光降解塑膠分成合成型降解塑膠和添加型降解塑膠。

添加型光降解塑膠是在聚合物中添加少量光敏劑，在低濃度時是光氧化降解催化劑，經日光（紫外光）輻照而發生反應，使聚烯烴高分子斷裂。在PE、PP等聚合物中添加酮類、胺類等光敏劑都可取得較好的光降解性。添加型光降解塑膠成本低，生產工藝簡單，做覆蓋地膜使用效果較好。但其降解特性是曝光面降解比較徹底，埋在土壤里的部分則降解較差。這類光降解塑膠的降解誘導期可控制在二個月以上。但降解時間可控性較差。

把含有發光基團的光敏化物質或光分解劑混入聚合物材料中，如：金屬氧化物、鹽、有機金屬化合物、多核芳香化合物、羰基化合物等，由這些物質吸收光能後(主要是紫外線)產生自由基，或者將激發態能量傳遞給聚合物材料使其產生自由基，然後促使高分子材料發生氧化反應，達到劣化的目的。通過添加各種光敏劑或光分解劑來促使聚合物材料加快光降解。光降解添加劑主要有下述幾種：(1)羰基甲基酮類；(2)金屬化合物；(3)含有芳烴環結構的物質；(4)過氧化物；(5)鹵化物；(6)顏料等添加劑。添加型光降解塑膠的缺點是：這些低分子物質由於擴散會從聚合物表面析出，並有向與聚合物接觸的物質遷移的傾向，會降低分解效果。