1.光降解與光氧化：機制

*能量吸收：高分子材料中的某些化學(xué)鍵（如C=C雙鍵、羰基>C=O）以及添加的染料、顏料分子（發(fā)色團）能夠吸收特定波長的光，尤其是能量較高的紫外線（UV，波長約290-400nm）。

*鍵斷裂與自由基生成：吸收的光能足以打斷高分子鏈上的化學(xué)鍵（如C-H,C-C鍵），或者激發(fā)發(fā)色團分子。這會產(chǎn)生高活性的自由基（如自由基`R?`、過氧自由基`ROO?`）。

*氧化反應(yīng)（光氧化）：在氧氣存在下（空氣中必然存在），這些自由基會迅速與氧氣反應(yīng)，生成物（ROOH）和更多的自由基。物不穩(wěn)定，進一步分解產(chǎn)生烷氧自由基（RO?）和羥基自由基（HO?），引發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。

*化學(xué)結(jié)構(gòu)改變：這一系列自由基反應(yīng)導(dǎo)致高分子主鏈斷裂（分子量下降，材料變脆）、側(cè)基氧化、交聯(lián)（分子鏈間形成新鍵，可能導(dǎo)致變硬變脆或發(fā)黃）以及發(fā)色團結(jié)構(gòu)的破壞或改變。

2.褪色的直接原因：發(fā)色團的破壞與改變

*染料/顏料的分解：添加的有機染料和某些顏料本身也會吸收光能并發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)。它們的分子結(jié)構(gòu)可能被破壞（分解），失去吸收特定可見光波長的能力（即失去顏色），或者發(fā)生化學(xué)變化，轉(zhuǎn)變成吸收不同波長光的結(jié)構(gòu)（導(dǎo)致顏色改變，如變黃）。

*高分子生色基團的形成：光氧化過程本身會在高分子鏈上產(chǎn)生新的發(fā)色基團。常見的是羰基（>C=O）和共軛雙鍵體系（如`-C=C-C=O`）。這些基團通常吸收藍光或紫光，使材料呈現(xiàn)黃色或棕色（黃變）。這是白色或淺色高分子材料（如PVC、ABS、聚氨酯）變黃的主要原因。

*物理狀態(tài)變化：光降解可能導(dǎo)致材料表面微觀結(jié)構(gòu)變化（如微裂紋、粗糙化），影響光線的散射和反射，從而改變視覺上的顏色和光澤度（可能顯得暗淡或發(fā)白）。

3.影響因素：褪色速度與程度

*光照強度與光譜：陽光直射（尤其是夏季、低緯度地區(qū)）比陰天或室內(nèi)光危害大得多。UV輻射強度是關(guān)鍵因素。人工光源（如熒光燈、鹵素?zé)簦┮埠蠻V成分。

*光照時間：暴露時間越長，累積損傷越大，褪色越明顯。

*高分子材料種類：不同高分子對光的敏感性差異很大。例如，聚（PP）、聚乙烯（PE）、聚（PVC）、ABS、聚氨酯（PU）、天然橡膠等對UV較為敏感；而聚碳酸酯（PC）、聚酸甲酯（PMMA）、某些氟塑料（如PTFE）相對耐候性較好（但仍可能緩慢變化）。

*添加劑體系：

*顏料/染料類型：無機顏料（如二氧化鈦、炭黑、金屬氧化物）通常比有機顏料和染料更耐光。炭黑是優(yōu)異的光穩(wěn)定劑（吸收UV并轉(zhuǎn)化為熱能）。某些有機顏料具有較好的耐光牢度等級。

*穩(wěn)定劑：添加紫外線吸收劑（吸收有害UV并轉(zhuǎn)化為無害熱能）、光穩(wěn)定劑/受阻胺光穩(wěn)定劑（HALS，有效淬滅自由基，中斷鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）和劑（抑制氧化反應(yīng)）是延緩光降解和褪色的手段。穩(wěn)定劑的種類、添加量和持久性至關(guān)重要。

*環(huán)境因素：高溫會加速光化學(xué)反應(yīng)；濕度、氧氣濃度、污染物（如臭氧、酸雨）也會協(xié)同作用加劇降解。