مقدمة عن مادة امتصاص الأشعة فوق البنفسجية

يحتوي ضوء الشمس على كمية كبيرة من الأشعة فوق البنفسجية الضارة بالأجسام الملونة، ويتراوح طول موجتها بين 290 و460 نانومتر. تتسبب هذه الأشعة فوق البنفسجية الضارة في تحلل جزيئات اللون وتلاشيها من خلال تفاعلات الأكسدة والاختزال الكيميائية. ويمكن استخدام مواد ماصة للأشعة فوق البنفسجية لمنع أو تقليل تأثير هذه الأشعة على الأجسام المحمية بشكل فعال.

مادة امتصاص الأشعة فوق البنفسجية هي مُثبِّت ضوئي يمتص الجزء فوق البنفسجي من ضوء الشمس ومصادر الضوء الفلورية دون أن يتغير. تُنتج المواد البلاستيكية وغيرها من المواد البوليمرية تفاعلات أكسدة ذاتية تحت تأثير ضوء الشمس والفلورة بفعل الأشعة فوق البنفسجية، مما يؤدي إلى تدهورها وتلفها، وتدهور مظهرها وخواصها الميكانيكية. بعد إضافة مواد امتصاص الأشعة فوق البنفسجية، يمكن امتصاص هذه الأشعة عالية الطاقة بشكل انتقائي، وتحويلها إلى طاقة غير ضارة تُطلق أو تُستهلك. ونظرًا لاختلاف أنواع البوليمرات، تختلف أيضًا أطوال موجات الأشعة فوق البنفسجية التي تُسبب تلفها. وتستطيع مواد امتصاص الأشعة فوق البنفسجية المختلفة امتصاص أطوال موجات مختلفة من الأشعة فوق البنفسجية. عند الاستخدام، يجب اختيار مواد امتصاص الأشعة فوق البنفسجية وفقًا لنوع البوليمر.

أنواع المواد الماصة للأشعة فوق البنفسجية

تشمل الأنواع الشائعة من المواد الماصة للأشعة فوق البنفسجية ما يلي: بنزوتريازول (مثلممتص للأشعة فوق البنفسجية 327بنزوفينون (مثلممتص للأشعة فوق البنفسجية 531، التريازين (مثلمادة ماصة للأشعة فوق البنفسجية 1164)، والأمينات المعيقة (مثلمثبت الضوء 622).

تُعدّ مُمتصات الأشعة فوق البنفسجية من نوع البنزوتريازول الأكثر استخدامًا في الصين حاليًا، إلا أن فعالية مُمتصات الأشعة فوق البنفسجية من نوع التريازين تتفوق عليها بشكل ملحوظ. تتميز مُمتصات التريازين بخصائص امتصاص ممتازة للأشعة فوق البنفسجية، فضلًا عن مزايا أخرى، ما يجعلها مناسبة للاستخدام في البوليمرات، وتتمتع بثبات حراري عالٍ، وثبات جيد أثناء التصنيع، ومقاومة للأحماض. في التطبيقات العملية، تُظهر مُمتصات التريازين تأثيرًا تآزريًا قويًا مع مُثبتات الضوء من نوع الأمين المُعاق، حيث يُحقق استخدامها معًا نتائج أفضل من استخدامها منفردة.

العديد من المواد الماصة للأشعة فوق البنفسجية الشائعة

(1)UV-531
مسحوق بلوري أصفر فاتح أو أبيض. الكثافة 1.160 غ/سم³ (عند 25 درجة مئوية). درجة الانصهار 48-49 درجة مئوية. يذوب في الأسيتون والبنزين والإيثانول والإيزوبروبانول، ويذوب جزئيًا في ثنائي كلورو الإيثان، ولا يذوب في الماء. تبلغ نسبة ذوبانه في بعض المذيبات (غ/100 غ، عند 25 درجة مئوية): 74 غ في الأسيتون، و72 غ في البنزين، و2 غ في الميثانول، و2.6 غ في الإيثانول (95%)، و40 غ في الهيبتان العادي، و40.1 غ في الهكسان العادي، و0.5 غ في الماء. يمتص هذا المسحوق الأشعة فوق البنفسجية بقوة عند أطوال موجية تتراوح بين 270 و330 نانومتر. يُستخدم في صناعة أنواع مختلفة من البلاستيك، وخاصة البولي إيثيلين والبولي بروبيلين والبوليسترين وراتنج ABS والبولي كربونات وبولي فينيل كلوريد. يتميز بتوافقه الجيد مع الراتنجات وانخفاض تطايره. الجرعة العامة تتراوح بين 0.1% و1%. وله تأثير تآزري جيد عند استخدامه مع كمية صغيرة من 4،4-ثيوبيس(6-ثالثي بوتيل-بارا-كريسول). كما يمكن استخدام هذا المنتج كمثبت ضوئي لمختلف أنواع الطلاء.

(2)UV-327
باعتباره مادة ماصة للأشعة فوق البنفسجية، تتشابه خصائصه واستخداماته مع خصائص واستخدامات بنزوتريازول UV-326. فهو يمتص الأشعة فوق البنفسجية بقوة ضمن نطاق 270-380 نانومتر، ويتميز بثبات كيميائي عالٍ وتقلب منخفض للغاية. كما أنه متوافق جيدًا مع البولي أوليفينات، وخاصة البولي إيثيلين والبولي بروبيلين. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدامه مع كلوريد البولي فينيل، وبولي ميثيل ميثاكريلات، وبولي أوكسي ميثيلين، والبولي يوريثان، والبوليستر غير المشبع، وراتنج ABS، وراتنج الإيبوكسي، وراتنج السليلوز، وغيرها. يتميز هذا المنتج بمقاومة ممتازة للتسامي الحراري، ومقاومة الغسيل، ومقاومة بهتان الغازات، والحفاظ على الخواص الميكانيكية. وله تأثير تآزري ملحوظ عند استخدامه مع مضادات الأكسدة، حيث يُستخدم لتحسين ثبات المنتج ضد الأكسدة الحرارية.

(3)UV-9
مسحوق بلوري أصفر فاتح أو أبيض. الكثافة 1.324 غ/سم³. درجة الانصهار 62-66 درجة مئوية. درجة الغليان 150-160 درجة مئوية (0.67 كيلو باسكال)، 220 درجة مئوية (2.4 كيلو باسكال). يذوب في معظم المذيبات العضوية مثل الأسيتون، والكيتون، والبنزين، والميثانول، وأسيتات الإيثيل، وميثيل إيثيل كيتون، والإيثانول، ولكنه غير قابل للذوبان في الماء. الذوبانية في بعض المذيبات (غ/100 غ، 25 درجة مئوية) هي: البنزين 56.2، ن-هكسان 4.3، الإيثانول (95%) 5.8، رابع كلوريد الكربون 34.5، الستايرين 51.2، DOP 18.7. باعتباره مادة ماصة للأشعة فوق البنفسجية، فهو مناسب لمجموعة متنوعة من أنواع البلاستيك مثل كلوريد البولي فينيل، وكلوريد البولي فينيليدين، وبولي ميثيل ميثاكريلات، والبوليستر غير المشبع، وراتنج ABS، وراتنج السليلوز، وغيرها. يتراوح أقصى طول موجي للامتصاص بين 280 و340 نانومتر، والجرعة الشائعة تتراوح بين 0.1% و1.5%. يتميز بثبات حراري جيد ولا يتحلل عند درجة حرارة 200 درجة مئوية. يمتص هذا المنتج الضوء المرئي بشكل طفيف، لذا فهو مناسب للمنتجات الشفافة ذات الألوان الفاتحة. كما يمكن استخدامه في الدهانات والمطاط الصناعي.