聚碳酸酯（PC）一種熱塑性高分子材料，同時兼具高抗沖、高透光和高耐熱的優點。但在長時間陽光照射之下，會吸收紫外光而發生光降解現象。Rivaton等利用傅里葉紅外光譜（FTIR）和紫外線（UV）進行光老化測試，提出了聚碳酸酯的降解機制（如下圖所示）。而Andrady等的研究顯示，聚碳酸酯在照射紫外光會產生Photo-Fries重排現象導致黃色物質的產生，從而影響聚碳酸酯產品的外觀。

PC中常用的助劑有3類：一類是高溫加工保護助劑抗氧劑，抗氧劑因其保護原理不同又分為受阻酚類主抗氧劑和亞磷酸酯類輔抗氧劑；第二類是材料加工成型用潤滑劑，常用的是硬脂酸類潤滑劑；第三類是調整顏色的色粉，常用的是有機顏料。

抗氧化助劑對PC黃變的影響分析

1.亞磷酸酯類抗氧劑對PC黃變的影響

添加不同廠家168的PC與空白PC在注塑機中熱滯留前后顏色變化見圖1。

從圖1可以看出，不同廠家168加入后，直接注塑樣品的黃色指數(YI)值均有一定幅度的降低，說明168對材料加工時的顏色有保護作用。經過20min熱滯留后，添加亞磷酸酯抗氧劑，PC黃色指數高于空白PC，可能原因是亞磷酸酯類抗氧劑在高溫過程中三價磷逐漸被消耗轉變為五價磷而失去抗氧化能力，抗氧劑中的小分子及雜質反而進一步影響PC在高溫下的分解，造成320℃熱滯留20min后PC的YI值高于空白樣品。

2.受阻酚類抗氧劑對PC黃變的影響

添加不同廠家1076的PC與空白PC在注塑機中熱滯留前后顏色變化見圖2。

從圖2中藍色柱狀圖可以看出，加入不同廠家1076直接注塑的PC樣品YI值高于空白PC，沒有像168一樣降低材料黃色指數。從紅色柱狀圖看出，熱滯留20min后，添加1076的YI值高于空白PC的YI值，且幅度較熱滯留前有所增加，說明主抗氧劑作為長效抗氧劑在高溫加工過程中不會像亞磷酸酯類抗氧劑對高溫加工過程起到有效防護，且由于受阻酚結構影響，受阻酚類失氫后生成的酚氧自由基雖然較為穩定，但高溫環境下可能產生醒類發色基團，導致YI變大，影響PC的光學性能。

硬脂酸類潤滑劑對PC黃變的影響

添加不同廠家 PETS的PC與空白PC在注塑機中熱滯留前后顏色變化見圖3。

從圖3中藍色柱狀圖對比可見，空白PC和添加潤滑劑的PC直接注塑后YI值未見明顯差異。經熱滯留后YI值略有增加，但影響有限，可能原因是潤滑劑中有極少量季戊四醇或硬脂酸殘留，長時間高溫下會導致PC產生醇解和酯交換反應，加速PC的老化，從而導致黃變增加。

色粉對PC黃變的影響

添加不同種類色粉的PC與空白PC在注塑機中熱滯留前后顏色變化見圖4。

從圖4中可以看出，2種色粉以相同量添加均可以大幅降低PC的YI值，但經過320℃下 20min熱滯留后，色粉A的色差發生較大的反彈，而色粉B的變化幅度與空白顆粒相當，說明不同種類的色粉在短時間高溫加工下應用效果和長時間高溫停留有較大的差異，可能會導致PC高溫加工嚴重變色。

色粉耐熱性能分析

對色粉A和色粉B分別進行TGA檢測，在氮氣氣氛下以10℃ / min的升溫速率升至700℃，二者的耐熱性差異見圖5。圖5中2種色粉在失重5%、15%、25%、35%四個點對應的溫度見表1。

通過圖5曲線可發現，2種色粉熱穩定性有較大差異，色粉B熱分解初始溫度為325℃左右，而色粉A初始分解溫度僅為275℃，失重過程色粉B高于色粉A約50℃。

在600nm波長下，對添加色粉A 的PC熱滯留前后樣品與空白PC進行分光光度曲線對比分析，所得結果見圖6。圖中3條曲線自上而下分別為空白PC曲線、添加色粉A的PC熱滯留后曲線、添加色粉A的PC熱滯留前曲線。

從圖6可以看出，色粉A在450～700nm處有明顯吸收峰，而經過20min熱滯留后吸收峰明顯減弱，說明部分色粉A的發色基團發生了變化，導致了PC嚴重變色。

PC中添加多種助劑黃變分析

使用168、PETS、色粉B開展進一步分析，將抗氧劑、潤滑劑、色粉兩兩混合或三者共混后與PC 開展熱滯留注塑實驗，所得結果見圖7。

從圖7的前2個柱狀圖可以看出，添加抗氧劑和PETS的PC與空白PC的YI值基本一致，未見明顯差異，二者對材料高溫加工黃變影響不大，此結果與兩種助劑單獨添加結果一致。

添加色粉和 PETS的PC熱滯留前后色差與空白色差相差不大，說明PETS與色粉之間不會相互影響，且對PC黃變影響不大。

從圖7中最后兩個柱狀圖可以看出，抗氧劑＋色粉配合和三者配合后，PC均出現黃變增大的情況，說明抗氧劑與色粉有相互影響，可能原因是抗氧劑自身或其高溫分解產物與色粉發生了反應，影響了色粉的發色基團。