车间里看到的现象
紫外老化会留下明显的特征。掌握这些特征，在送实验室之前就能把它与其他失效区分开。
- 粉化——用手指擦拭表面会沾上有色粉末，深色制品最明显。
- 褪色或发黄——朝阳面明显比背阴面颜色浅。
- 表面失光并出现微裂纹——用放大镜可以看到表面细密的网状裂纹。
- 变脆——原本能弯折的制品，受冲击或负载时直接断裂，裂纹从朝阳面开始。
- 薄膜纵向开裂——温室膜或户外膜变脆，沿纵向撕裂。
如何与其他原因区分
- 加工过程中的热氧化——制品一出模就脆，或者在室内存放也会变脆。应检查熔体温度、停留时间和回料比例。
- 环境应力开裂——裂纹出现在受力点或接触化学品的部位；没有粉化，也没有褪色。
- 低温与熔接线——均聚 PP 在低温下发脆，制品常沿熔接线断裂，与日晒无关。
最快的判断方法：比较同一制品的朝阳面和背阴面。如果暴露面明显更差，且损伤集中在表面而芯部仍有韧性，基本可以确定是紫外老化。
机理：紫外线如何破坏塑料
纯 PP 和 PE 几乎不吸收紫外线，但实际制品中总存在吸光点：熔融加工中形成的羰基和氢过氧化物基团，以及催化剂残留。这些位点吸收紫外能量后分解为自由基（R•）。自由基与氧结合形成 ROO•，ROO• 再从相邻分子链上夺取氢，生成新的 ROOH。ROOH 又分解出更多自由基，因此反应会自动加速。
最终结果是断链：长分子链被切短，分子量下降，表面收缩并产生银纹；这些裂纹成为应力集中点，制品从表面向内失效。PP 比 PE 老化更快，因为其叔碳上的氢更容易被夺取。热带的高温高湿会让整个过程更快。
紫外线吸收剂（UVA），如二苯甲酮类和苯并三唑类，吸收紫外线并以热的形式耗散。其效果取决于光在材料中穿过的路径长度，因此在厚截面中效果最好，并有助于保持颜色，但对最外层表面和很薄的制品保护有限。
受阻胺光稳定剂（HALS）不吸收光。它转化为氮氧自由基，捕获自由基后再生，可循环多次。因此在薄膜、纤维和薄壁件中有效，在户外 PP/PE 中通常承担主要保护作用。低分子量 HALS 迁移到表面较快；高分子量 HALS 更耐抽出和挥发。实际配方常将两者复配使用。
值得注意：HALS 呈碱性，酸性物质会降低其效果——例如某些含硫或含卤素的农药，以及含卤阻燃剂。如果制品会接触这些物质，请在一开始就说明。
全部可选方案及其优缺点
并不是每个问题最终都要靠 UV 母粒解决。下表也包括 ACS 不销售的方案，方便您在全局中做选择。
| 方案 | 优点 | 局限 | 适用情况 |
|---|---|---|---|
| 加厚壁厚 | 立即见效，无需改配方 | 用料更多；表面照样老化，只是失效来得更晚 | 允许表面褪色的结构件 |
| 炭黑 | 紫外屏蔽效果极好，成本低 | 只能做黑色；需要合适的牌号和良好分散 | 管材、地膜及任何可做成黑色的制品 |
| 仅用 UVA | 有助于保色；在厚截面中有效 | 表面和薄壁仍会老化；在 PP/PE 中单独使用很少足够 | 户外暴露时间短的厚壁件 |
| 仅用 HALS | 保护表面和薄壁；效果持久 | 对酸性物质敏感；保色效果不如 UVA | 薄膜、薄壁件，颜色要求次要时 |
| HALS + UVA 母粒 | 兼顾本体与颜色；添加量与使用寿命匹配；在机台上添加 | 添加量必须计算——太少会失效，太多浪费成本 | 户外使用一年或以上的有色制品 |
| 耐候级树脂 | 无需混配；质量稳定 | 每公斤料都含 UV 添加剂，室内件也不例外；保护水平固定 | 只生产户外产品的生产线 |
| 涂装或喷漆 | 表面保护强；外观更好 | 增加工序；在 PP/PE 上附着需做表面处理 | 高价值、小批量的制品 |
| 更换材料（如 ASA） | 本身耐候 | 材料成本更高；需改模具和工艺 | 必须多年保持颜色和光泽的制品 |
ACS 的思路与使用成本
我们不从“用哪款 UV 母粒？”开始，而是从制品需要在户外使用多久开始，倒推出合适的保护水平。我们会问五个问题：
- 目标户外寿命——1 年以内、1–3 年，还是 3 年以上。
- 颜色和颜料——有些颜料能屏蔽紫外线，有些会加速老化或与 HALS 相互作用。
- 最薄壁厚——决定 HALS 与 UVA 的配比。
- 树脂及其他添加剂——均聚/共聚 PP、PE、回收料含量、阻燃剂、抗静电剂、填料。
- 使用条件——是否接触农药、是否接触食品、是否高温。
随后我们选择 HALS + UVA 体系，采用与您基础树脂相容的载体树脂（PP 制品用 PP 载体，PE 制品用 PE 载体），由经筛选的代工造粒合作伙伴在双螺杆生产线上生产。添加比例参考范围见右侧栏。
先按百分比思考，再看价格。母粒带来的原料成本增幅大致为：
成本增幅（%）≈ 添加比例（%）×（母粒价格 ÷ 树脂价格 − 1）
用假设数字举例：如果母粒价格是树脂的五倍，添加 2%，则单件原料成本约增加 2% × 4 = 8%。但真正要看的是每件合格品成本，包括废品和客诉。一批货因过早开裂被退回，损失通常超过一整年的母粒溢价。反过来，给只在户外放几个月的制品按三年寿命加料，就是白白浪费。请在使用成本计算器中输入您的实际价格——即使成本上升，它也会如实显示结果。
如何测试与验证
不要只凭一个试验小时数做决定。始终在相同条件下，将新配方与现有配方对比。
- 加速老化——氙灯（ISO 4892-2 / ASTM G155）更接近太阳光谱；荧光紫外灯 / QUV（ISO 4892-3 / ASTM G154）更快，适合初筛。光照、湿度和温度循环应选择能反映实际应用的条件。
- 户外暴晒——将实际制品放在朝阳的架子上。速度慢，但最接近真实情况；应与试验箱结果配合使用。
- 测什么——断裂伸长率相对初始值的保持率（最早反映变脆的指标）、色差 ΔE、光泽和冲击强度。如果有 FTIR，可跟踪羰基指数。
- 试样要与实际制品一致——厚度与最薄壁相同，颜色和颜料相同，用生产工艺条件成型。另留参照试样避光保存，用于对比。
- 完整记录——树脂批号、母粒批号、添加比例和机台参数，以便追溯异常结果。
试验箱小时数与户外年数之间没有固定的换算系数，尤其在日照、温度和湿度都很高的热带地区。应用试验结果对配方进行排序，再到现场确认。
技术提示
本页的添加比例（let-down ratio）及技术数据均为一般参考值，并非性能保证。正式生产前，请在您自己的工艺中通过试验确认。
常见问题
关于 UV 母粒的常见问题
HALS 和紫外线吸收剂有什么区别？只用其中一种可以吗？
紫外线吸收剂（UVA）吸收紫外光并以热的形式释放，在较厚的截面中效果最好，并有助于保护颜色。受阻胺光稳定剂（HALS）不吸收光，而是在自由基生成后将其捕获并自身再生，因此在薄壁和最表层仍能持续起作用。在 PP 和 PE 中，通常由 HALS 承担大部分使用寿命保护，UVA 则辅助保护颜色和厚壁部位。两者复配的效果通常优于单独使用任何一种，但配比取决于壁厚、颜色和所需的户外寿命。
我的制品是用炭黑着色的黑色件，还需要 UV 母粒吗？
粒径合适、分散良好的炭黑是非常有效的紫外屏蔽剂，因此许多黑色制品无需额外添加 HALS。但如果所用炭黑是着色级、添加量偏低或分散不良，保护可能不足。决定之前，请先确认色母粒中炭黑的牌号和含量。
UV 母粒添加量加倍，户外寿命也会加倍吗？
不会。超过一定水平后，收益趋于平缓，而成本持续上升，部分添加剂还可能迁移到表面（析出）。应先设定目标使用寿命，选择能满足该寿命的添加量，再与现有配方对比测试确认。
QUV 或氙灯试验小时数可以换算成户外使用年数吗？
不存在通用的换算系数。两者的关系取决于灯管类型、湿度循环、温度、聚合物种类以及使用地点的实际气候。加速老化试验最适合在相同条件下对新配方和现有配方进行排序比较，而不是用来预测以年计的使用寿命。
UV 母粒能用于回收 rPP 或 rHDPE 吗？
可以，但回收料已经经历过热和光的作用。原有稳定剂已部分消耗，杂质还可能加速老化，因此通常需要比新料更多的保护，而且不同批次结果会有差异。请用您实际使用的批次进行测试，并保持原料来源稳定。
把已经变脆的制品寄给我们
寄来制品，或拍摄朝阳面与背阴面的对比照片，并附上现有配方。我们会帮助判断原因，并提出合适的保护水平——免费，无购买义务。
