聚對苯二甲酸乙二酯(PET)具備高透光度，所以做為電子光學膜/材應用。而為了更好地提升商品的額外使用價值，會加上光穩定劑來減少紫外光透過率和提升耐候特性。本試驗利用DOE實驗方案設計法，來找到適宜化的光穩定劑占比，借此能合理的提高PET的紫外光隔絕率。人力加快脆化試驗數據顯示，提升ST13006在PET里的合理濃度值，能夠 提升相對性維護實際效果，其耐候性相比未加上過的提升40.16%。本科學研究也加上HALS在PET，討論HALS在PET里的耐候實際效果。

1. 介紹

聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate, PET)是日常生活普遍的一種高分子材料，因具備優質的延展性、耐磨性能、電介電強度、高透光度等優勢。可利用押出機(Extrusion)、射出去(Injection)等方法制做出不一樣的商品，如器皿、化學纖維、塑料薄膜、家用電器零組件等運用。在其中高透光性特性、高流通性和高融熔抗壓強度使PET可制做成各種各樣光學薄膜，如薄膜袋、太陽能發電側板、防護膜、提亮膜、太陽膜等運用。[1,2]

PET是歸屬于聚脂高分子材料，由對苯二甲酸與乙二醇經過縮合反應而成，其分子式如圖所示一所顯示。其苯環使PET具備優良的剛度、耐溫性、規格安定性等特性，酯基使PET具備好的柔韌度和延展性等特性。

圖1. PET分子式[2]

PET照射紫外光以后，所造成的光劣化機制，有很多專家學者明確提出不一樣的反映方式。G.J.M Fechine[2]等利用紅外線，紫外線/能見光光譜分析儀和熒光光譜等機器設備，剖析PET在耐候全過程中的圖普轉變，從而計算出PET的化學降解體制，如圖2所顯示。

圖2 PET化學降解體制[3]

由圖2獲知PET遭受自由基進攻以后，酯基部分會造成自由基，此自由基與空氣中氧原子功效，產生過氧自由基，過氧自由基會與高分子材料產生氫提取反映，在碳鏈上造成羧基基，羧基基會消化吸收光/熱，導致酯基部分斷鍵，造成羧基等化合物。

為了更好地減少紫外光針對PET的毀壞，且需保持全透明材的特性，一般會應用光穩定劑來改進耐候，在其中光穩定劑包含紫外光吸附劑(UV absorber, UVA)和遇阻胺光穩定劑(Hindered-Amine Light Stabilizers, HALS),紫外光吸附劑可消化吸收紫外光轉化成能源釋放掉。遇阻胺光穩定劑關鍵捕捉自由基，避免劣變產生，但偏堿的HALS對酸堿性高分子材料很有可能造成無效[4]，而HALS針對PET的有關參考文獻并不是很多，故本科學研究基本加上不一樣種類的HALS在PET中，討論其試驗的結果。

2. 原材料與方式

2.1  試驗原材料

聚對苯二甲酸乙二酯(5564) 新光股權有限責任公司;光穩定劑則采用苯并三唑(Benzotriazole)紫外光吸附劑： EversorbR 234 (EV234)和鹽酸氟苯類光穩定劑：ST13006及其三嗪類光穩定劑：ST13024;遇阻胺光穩定劑：EversorbR 91 (EV91)、EversorbR 94 (EV94)，之上光穩定劑由永光化學反應(股)企業出示。

2.2 做法：

將PET放進烘干箱，經過機械泵真空包裝，并設置120℃置放4鐘頭除去水份，再加上不一樣成分的光穩定劑在PET中，經過震雄機械設備的50T射出去成形機制做需要的試片，其PET板材規格(長x寬x厚)為50x50x0.81mm

2.3 耐候檢測及測量標準：

選用Shimadzu(型號規格UV-2600)的UV-Visible光譜分析儀各自量檢測片在光波長390和420nm的透過率圖普。并利用英國Q-LAB UV測試機(型號規格QUV/se)依照340nmled燈管和直射動能0.89W/m2/nm全照光方法開展加快脆化試驗，將依不一樣直射時間的試品，利用Minolta色度計(型號規格CM-3500d)按照CIE 15:2004標準開展色調測量，測量YI值。

3. 結果與剖析

本試驗利用實驗方案設計(Design of Experiment, DOE)設計制作檢測主要參數并剖析其結果，借此剖析出較大 的影響因子查詢及其適宜化的加上占比。依照DOE所設計方案出的加上占比，加上在PET原材料中先利用UV-Visible光譜分析儀測量390nm和420nm的透過率及其應用色度計測量起止YI值，再經過QUV加快脆化耐候機檢測1000小時后的YI值，其加上占比和檢測結果如表1和表2所顯示。

表1. DOE試驗數據信息

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表2. 空缺組試驗數據信息

3.1 紫外光/能見光透過率

PET依照其商品的要求，通常會加上光穩定劑來減少商品的紫外光透過率，而加上紫外光吸附劑一般能合理得減少紫外光透過率，但卻會危害到能見光透過率，一般商品的要求是紫外光透過率愈低越好，而能見光透過率愈高越好。本試驗利用表1的實驗方案設計和結果再開展剖析，其剖析結果各自如表3參數估計表和表4誤差剖析(ANOVA)表及其圖3主效用圖所顯示。

表3.參數估計表

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表4.誤差剖析(ANOVA)表

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圖3. 加上不一樣占比的光穩定劑后，光波長390nm和420nm透過率較為(主效用圖)

由圖三分析結果能夠 發覺，假定要獲得較低的390透過率和較高的420nm透過率，其適宜化的占比為EV234：ST13006：ST13024約為0.52：0.48：0，能做到390nm透過率約為0.01%及其420nm透過率約為84.45%。

3.2變黃狀況

PET具備苯環和酯基的構造，故易消化吸收紫外光造成變黃狀況。這對商品的使用期限有非常大的危害性，故加上光穩定劑來減少商品的變黃狀況。本試驗利用表1的實驗方案設計和結果，再進一步對于耐候特性開展剖析和討論。其剖析結果各自如表5參數估計表和表6誤差剖析(ANOVA)表及其圖4主效用圖所顯示。

表5.參數估計表

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表6.誤差剖析(ANOVA)表

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圖4. 加上不一樣占比的光穩定劑后，PET試片起止色調和脆化特性較為(主效用圖)

由圖4剖析結果得知，單純性加上ST13006在PET中，能合理的減少耐候的黃變值(YI=2.166)，且危害起止色調最少(YI=1.042)，和空缺組(Control)作一較為，如圖所示5所顯示，空缺組直射1000鐘頭以后，YI值提高至5.39，而加上1% ST13006其YI值僅有2.16，約提高了40.16%耐黃變特性，從而可掌握到ST13006針對PET耐候性是有顯著提高。

圖5. 加上光穩定劑的PET耐候檢測的YI值

3.3  HALS效用

HALS加上在PET高分子材料的參考文獻討論很少，本科學研究各自加上1%EV91和EV94在PET，利用人力加快老化試驗機檢測1000鐘頭測量YI值，其試驗結果如圖所示6所顯示。其數據顯示，N-H型EV91加上在PET時，其起止YI值做到7.53，高低溫試驗后其YI值已做到11.40。而N-R型EV94則在起止色調和空缺組非常約為1.23，但在高低溫試驗后其YI數值9.21，也比空缺組YI值5.39來的高。其很有可能與PET在高低溫試驗前后左右羧基的含量相關，其因HALS針對酸性物質會造成無效效用，但還需再作進一步討論才可確定。

圖6. 加上HALS的PET耐候檢測前后左右YI值的較為。

4. 結果

本試驗研究發現，加上光穩定劑能減少PET的紫外光透過率，其最好的占比是EV234：ST13006約為0.52：0.48，能做到390nm透過率約為0.46%和420nm透過率約為84.45%。且歷經高低溫試驗以后，由加上1%的ST13006的耐黃變實際效果最好，且不危害起止色調。和空缺組作一較為，能提高PET約40.16%的耐黃變特性。而在HALS的效用上，加上HALS對最后的耐候協助并不大，且N-H型EV91對起止色調也有一定的危害，其很有可能緣故是PET自身羧基濃度值相關，但還需再作進一步探討。

來源于：永光化學反應特用有機化學工作處