为什么有些白色塑胶外壳会随着时间慢慢变黄？

黄变是物品暴露在自然光、紫外线、热、氧、应力、化学浸蚀、水分等等环境下及不正当生产工艺等状况下颜色发黄的现象。塑胶壳变黄实际上是塑胶壳老化的体现之一，不管是白色、黑色或其他颜色外壳都会存在老化现象，只不过白色或浅色外壳黄变后颜色比较明显。

塑胶老化后对性能的影响

人老珠黄、面黄肌瘦、黄脸婆，这些词都表示人随着年龄的增长逐渐衰老而在肌肤上呈现黄褐色，特别是指脸部。

同样的，塑胶也会衰老，行业内通常说老化，塑胶老化会导致塑胶性能由好变坏，具体体现在以下几个方面：

1. 外观变化 ，发黏、变硬、脆裂、变形、变色、失光、起泡、龟裂甚至粉化等变化。

2. 物理性质变化 ，主要有溶解、溶胀、流变性、耐寒、耐热、透气透水等性能的变化，对于溶胀主要表现出来的就是尺寸发生变化。

3. 力学性能变化，主要有拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、硬度和弹性、伸长率、应力松弛等性能的变化。

4. 电学性能变化，如表面电阻、体积电阻、绝缘电阻、介电常数、电击穿性能等性能的变化。

以上大部分塑胶老化现象，如果不进行专业测试，很难发觉，但是有一种变化通过肉眼就能发觉的，就是白色或浅色塑胶外壳的黄变，外壳变黄后，虽然内部性能还没大幅降低，不影响使用，但是外观变得极其难看，如果你有洁癖，一定难以忍受。

看到就像仍（1）

看到就像仍（2）

塑胶老化后为什么会变黄色，而不是其他颜色？

在介绍原因之前，首先需要科普下物体的显色原理，这点很重要，需要理解。

一、物体的显色原理：

物体呈现颜色的三要素分别为：光源，物体，观察者，缺一不可。

具体的过程是这样的：光源（包括自然光，主要是太阳光，人造光，比如灯光，火光等）照射到物体表面，根据物体的内部结构以及表面性质，光会被物体有选择性地吸收和反射，反射出来的光进入到观察者的肉眼，从而观察到光的颜色，也就是物体呈现的颜色。如果观察者为人类，观察到的光为可见光，其他光（如紫外光、红外光等）即使有反射出来，人类也看不到。

其中，可见光中可归纳为以下集中光：

1. 单色光：指单一波长的光。

2. 复合光：由不同波长的光组合而成的光。

虽然可见光中包含了7种单色光，实际上颜色环上任何一种颜色都可以用其相邻两侧的两种单色光，甚至可以从次近邻的两种单色光混合复制出来。如黄光和红光混合得到橙光。

光的三原色：基于以上这种混合原理，把这么多种颜色简化出3种基本颜色（红、绿、蓝），通过用红、绿、蓝这3种基本颜色按不同的比例混合，可以调配出自然界绝大部分颜色，反过来，任何一种颜色都可以分解出不同比例的3种基本颜色，这就是光的三原色原理。

3. 互补光：若两种不同颜色的单色光按一定强度比例混合得到白光，那么就称这两种颜色光为互补色光。

颜料的三原色：光的三原色是加法三原色，即用此三种色度光叠加后呈现新的颜色。而颜料的三原色是减法三原色，我们看到物体的颜色是因为物体不吸收此种颜色光，反射到人眼中即成为物体的颜色，相当于对白色光做滤光，故为减法。所以颜料调色是按照颜料吸收什么光来调的，所以颜料的三原色就是光的三原色的补色：红（R）的补色是青（C）、绿（G）的补色的是品红（M）、蓝（B）的补色是黄（Y）。

当太阳光照射某物体时，某波长的光被物体吸收了，则物体显示的颜色（反射光）为该色光的补色。

1）黄色颜料，是因为吸收了白光中的蓝光，反射了黄光。所以黄色和蓝色互为补色。

2）青色颜料，是因为吸收了白光中的红光，反射了青光。所以青色和红色互为补色。

3）白光（可见光）可以认为是由红绿蓝三种原色光组成。

4）所以黄色颜料+青色颜料时，呈现绿色，因为黄色颜料吸收了蓝光，而青色颜料吸收了红光，白光-蓝光-红光=绿光，这就是我们看到这两种颜料相加配色时，呈绿色的原因。

所以：

1）如果我们看到一物体是黑色的，有两种情况，第一，没有光源，眼前都是黑暗的；第二，有光源，但是可见光全部被物体吸收，物体就是黑色的。

2）如果我们看到一物体是白色的，就是因为可见光全部被物体反射出来，看到物体就是白色的（实际上不是完全反射，所以并不是纯白）。

3）如果我们看到一物体是透明的，就是因为可见光被物体透射过去了（实际上也并不是完全透射，有些许反射光，要不然全透明是看不到的），看到的只是透明物体底下的物体的颜色。

4）如果我们看到一物体是黄色的，就是因为可见光中除黄色光外，全部被物体吸收了，只有黄色光反射出来，所以看到的是黄色。（这里实际上吸收掉蓝色光的效果也是一样的，因为蓝色光和黄色光的互补光）

二、塑胶老化的机理：

导致塑胶的老化的原因主要是因为降解，【降解】是高分子化学键受到外界因素的影响，分子链发生断裂从而导致分子量降低的现象；降解后，塑胶性能会发生很大变化，一般会经历光泽度降低、褪色、变色、变脆、断裂、粉化等过程。塑胶降解老化很大部分是由以下三种降解导致：热降解、氧化降解、光降解。

1、热降解又有三种机理：解聚、无规断裂、脱侧基。

解聚：聚合物从分子链末端开始生成自由基，单体一个个脱下来，导致分子量降低，就像是聚合的逆反应。典型的是二取代乙烯基聚合物如PMMA、PTFE，还有聚甲醛。

无规断裂：降解时主链上任何一个点都可能断，主链断开后会产生低分子量聚合物。典型的是PS，还有各种缩聚的高分子。

脱侧基：侧基活泼就会优先脱除。比如PVAc脱乙酸，PVC脱HCl。

2、光降解

光中的某些波的能量大于一些键能，就可能使其断键，而且醛、酮等等容易吸收紫外线从而发生光化学反应。

3、氧化降解      

在常温下，绝大多数聚合物都能和氧气发生极为缓慢的作用，只有在热、紫外辐射等的联合作用下，氧化作用才比较显著。所以，通常热和氧联合作用下的降解称为热氧降解，光和氧联合作用下的降解称为光氧降解。热氧降解的降解速度一般较快，光氧降解一般降解速度较慢。氧化降解有自动催化加速作用，随着降解的进行反应速度会越来越快。

在大多数情况下，氧化降解是以链式反应进行的，主要包括链引发、链增长、链终止等三个阶段的反应。聚合物首先通过热或其他能源的引发形成自由基。其中的自由基与氧结合形成过氧化自由基。过氧化自由基又与聚合物作用形成过氧氢化物和另一个自由基。过氧氢化物很不稳定，极易分解为自由基，进一步使链增长，直至最后自由基的消失而形成了聚合物的稳定分子，即链终止。

氧化反应图解

比如PP就是这种，发生自由基连锁反应从而降解。那个侧甲基活性大，容易氧化。类似的，LDPE就比HDPE易氧化，PP比它们就更易氧化，PS、PIB就不易氧化。

三、塑胶变色的机理：

塑胶变色是塑胶降解后的前期表现，常见的塑胶原料的本色基本都是白色、乳白色、透明、半透明居多，塑胶的本色是塑胶内部高分子结构决定的。

生色团：在紫外及可见光区产生吸收带的基团，如C=C，C=O，C=S，-NO2，-C6H5等。

助色团：使生色团的吸收向长波长移动的基团，如-OH，-OR，-NH2，-NHR，-NR2，-SH，-Cl等。

红移：引起吸收带向长波方向的移动。

蓝移：引起吸收带向短波方向的移动。

生色团是指分子中含有的，能对光辐射产生吸收、具有跃迁的不饱和基团及其相关的化学键。这些基团，能够在紫外及可见光区域内（200～800nm）产生吸收。以下为大部分发色团对于的最大吸收波段：

由上表可见，大部分基团，吸收的波长都在紫外线区间（200-400），所以大部分塑胶原料的本色基本都是白色、乳白色、透明、半透明居多。

如果分子中含有两个或多个共轭的生色团时，分子对光的吸收移向长波方向，共轭体系越长，吸收光的波长越长，如上表中的苯环到并五苯环，随着共轭的增多，其吸收波长会红移，会当物质吸收光的波长移至可见光区域时，该物质就有了颜色，所以并五苯的颜色为蓝色，是因为其最大吸收波段为585，也就是黄光的波段范围，黄光的补光为蓝光，所以为蓝色。如果在同一分子内有几个生色团，或有称作助色团的另一基团存在时，这些助色团与生色团上的不饱和键作用，则颜色往往较深。

回到上面的问题：塑胶老化后为什么会变黄色，而不是其他颜色？

白色塑胶刚开始的时候呈白色，是因为没有吸收可见光线，而是反射全部可见光，所以看起来是白色，此时虽然没有吸收可见光，但是紫外光还是有吸收的，塑胶内部分子结构吸收紫外光后发生电子跃迁，打破原来分子间的化学键，并形成新的化学键，同时在这过程伴随着氧化反应，就会有新的生色团（如各种双键）、助色团（如羟基）产生，当有连续六个以上双键形成共轭体系时，分子对光的吸收移向长波方向，在可见光区域最先开始吸收的是蓝紫光，蓝光的补光是黄光，所以此时的白色塑胶会变成黄色，随着塑胶老化程度的继续加深，可见光区域的光逐步被吸收后，塑胶会慢慢往黑色的方向发展。

四、防止黄变的措施：

1. 改变塑胶的高分子结构

比如，ASA树脂，其化学结构与ABS树脂相似，但由于引入不含双键的丙烯酸酯橡胶取代了丁二烯橡胶，大大改善了其耐候性 , 克服了ABS树脂长期露置室外其机械强度显著下降 , 受日光的分解而使颜色变黄等缺点。

这是因为ASA树脂中主链上不含碳碳双键 , 主链上氢的离解能为 376 kJ/ mol , 换算为波长在 300 nm 以下 ; ABS 树脂中的橡胶相含有碳碳双键 , 其双键临位上氢的离解能为 163 kJ/ mol , 换算为波长在 700 nm 以下。可见只有波长在 300 nm 以下的光波才能对 ASA 树脂起老化作用 , 而太阳能的能量基本都分布在 290 nm 以上 , 因而 ASA 树脂具有卓越的耐候性。

2. 添加防老化剂

如在注塑的过程中添加抗氧化剂、紫外线吸收剂并与原料混合后一起注塑，这是比较常用的方法。

3. 添加涂层

如在塑胶表面涂覆一层耐候性好的涂层，或在制品外层复合一层耐候性好的材料，从而使制品表面附上一层防护层，起到延缓老化的作用。