«Цяжкая абарона» матэрыялу ---УФ531

 

Ультрафіялетавае (УФ) выпраменьванне — гэты нябачны «забойца святла» ​​— пастаянна пагражае тэрміну службы і стабільнасці розных матэрыялаў. Як «аптычны шчыт» ад УФ-выпраменьвання, УФ-паглынальнікі сталі незаменнымі абаронцамі сучаснай прамысловасці. Каб зразумець іх выдатныя эфекты, нам спачатку трэба прызнаць сапраўдную прыроду гэтага «нябачнага забойцы».

У схаваных кутках сонечнага спектру (100-400 нм) ультрафіялетавае выпраменьванне хавае тры небяспечныя спецыяльныя сілы:

 

Класіфікацыя	Дыяпазон даўжынь хваль (нм)	Асаблівасці
УФ-А	320-400	Даўгахвалевае ультрафіялетавае выпраменьванне мае моцную пранікальную здольнасць і можа пранікаць праз аблокі і шкло.
УФ-B	280-320	Сярэднехвалевае ультрафіялетавае выпраменьванне часткова паглынаецца азонавым слоем і мае слабую пранікальную здольнасць.
УФ-С	100-280	Кароткахвалевае ультрафіялетавае выпраменьванне амаль цалкам паглынаецца азонавым слоем, і малая яго частка застаецца на паверхні Зямлі.

 

• Спецыяльныя сілы УФ-С: На шчасце, азонавы пласт, які пераносіць найбольш смяротныя высокаэнергетычныя прамяні, утварае першую лінію абароны Зямлі, таму яны вельмі рэдка дасягаюць зямлі.
• UV-B Vanguard: спецыялізуецца на ўздзеянні на паверхні матэрыялаў і можа выклікаць рэакцыі малекулярнага разрыву ланцуга, што робіць яго асноўным вінаватым у охрупчивании пластыка і выцвітанні фарбы.
• Пранікальны агент УФ-А: «Схаваны» агент з звышпранікальнай здольнасцю, здольны глыбока пранікаць унутр матэрыялаў, запускаючы павольны, але бесперапынны працэс дэградацыі. Уздзейнічаючы на ​​характарыстыкі гэтых ворагаў рознай даўжыні хваль, паглынальнікі ультрафіялетавага выпраменьвання распрацавалі вынаходлівую абарончую тактыку — з дапамогай спецыяльных функцыянальных груп у сваёй малекулярнай структуры яны пераўтвараюць разбуральную энергію ультрафіялетавых прамянёў у бясшкоднае цяпло, забяспечваючы індывідуальнае аптычнае ахоўнае адзенне для такіх матэрыялаў, як пластмасы, пакрыцці і касметыка.

 

I. КласіфікацыяУльтрафіялетавыя паглынальнікі

У сучаснай прамысловасці і паўсядзённым жыцці нельга ігнараваць уплыў ультрафіялетавага (УФ) выпраменьвання на матэрыялы. Каб вырашыць гэтую праблему, навукоўцы распрацавалі розныя УФ-паглынальнікі, якія з'яўляюцца стабілізатарамі святла, што паглынаюць ультрафіялетавыя прамяні ад сонечнага святла і люмінесцэнтных крыніц святла, не змяняючы сваіх уласцівасцей. У залежнасці ад іх хімічнай структуры УФ-паглынальнікі ў асноўным класіфікуюцца на бензатрыазолы, трыазіны і бензафеноны (напрыклад,УФ531).

Пры выбары ультрафіялетавых паглынальнікаў варта звярнуць асаблівую ўвагу на каэфіцыент паглынання ультрафіялетавага святла рознымі смоламі, каб выбраць адпаведнае ультрафіялетавае святло для стварэння "найбольш прыдатнай" абароны для смалы.

1. ПВХ: Каэфіцыент паглынання нізкі пры кароткіх даўжынях хваль (200-300 нм), але значна павялічваецца з павелічэннем даўжыні хвалі, што сведчыць аб тым, што ПВХ больш адчувальны да даўгахвалевага ультрафіялетавага выпраменьвання.

2. ПЭ: Нізкі каэфіцыент паглынання сведчыць аб тым, што ПЭ мае слабую здольнасць паглынаць ультрафіялетавае выпраменьванне і добрую ўстойлівасць да яго.

3. PS: Каэфіцыент паглынання ўмераны, асабліва моцнае паглынанне ў дыяпазоне 300-400 нм.

4. ПК: Мае высокі каэфіцыент паглынання, асабліва ў дыяпазоне даўгахвалевага ультрафіялетавага выпраменьвання (350-400 нм), дзе ён праяўляе высокую паглынальную здольнасць.

5. ПЭТ: мае высокі каэфіцыент паглынання, асабліва ў дыяпазоне 300-400 нм, дзе паглынанне значнае.

6. ЭПОКСІДНАЯ СМАЛА: Мае найвышэйшы каэфіцыент паглынання, што сведчыць аб тым, што ЭПОКСІДНАЯ СМАЛА вельмі адчувальная да ультрафіялетавага выпраменьвання і схільная да старэння.

 

II. Уводзіны ўУФ531- Класічны паглынальнік ультрафіялетавага выпраменьвання на аснове бензафенону

Структурная формула:

Механізм рэакцыі: UV531 — тыповы паглынальнік ультрафіялетавага выпраменьвання на аснове бензафенону. Механізм паглынання UV-531 (2-гідраксі-4-н-актылаксібензафенон) у асноўным заснаваны на рэакцыі спецыфічных хімічных сувязей у яго малекулярнай структуры на ультрафіялетавае святло.

Канкрэтны працэс выглядае наступным чынам:

1. Унутрымалекулярныя вадародныя сувязі і ўтварэнне хелатнага кольца

Карбанільныя і гідраксільныя групы ў малекуле UV-531 могуць утвараць унутрымалекулярныя вадародныя сувязі, ствараючы хелатнае кольца. Такая структура надае ёй спецыфічнае размеркаванне электроннага воблака, што забяспечвае аснову для паглынання ультрафіялетавага святла.

2. Паглынанне ультрафіялетавай энергіі

Калі малекула падвяргаецца ўздзеянню ультрафіялетавага святла пэўнай даўжыні хвалі, яна паглынае энергію і пераходзіць ва ўзбуджаны стан. У гэты момант малекулярныя цеплавыя ваганні ўзмацняюцца, што прыводзіць да разрыву ўнутрымалекулярных вадародных сувязей і раскрыцця хелатных кольцаў.

3. Пераўтварэнне і вызваленне энергіі

Працэс раскрыцця кольца пераўтварае высокую энергію ультрафіялетавага выпраменьвання ў цяпло або іншыя нізкаэнергетычныя формы (напрыклад, вагальную энергію), тым самым прадухіляючы паглынанне ультрафіялетавай энергіі палімерам і выкліканне фотаакіслення. Пасля гэтага малекула вяртаецца да сваёй першапачатковай структуры і можа паўторна паглынаць ультрафіялетавае выпраменьванне.

4. Фотастабільнасць і цыклічны эфект

Сам па сабе UV-531 мае высокую фотастабільнасць і тэарэтычна можа паглынаць і вызваляць ультрафіялетавую энергію бясконца доўга. Аднак на практыцы яго характарыстыкі могуць паступова пагаршацца з-за працяглага ўздзеяння навакольнага асяроддзя, напрыклад, свабодных пераксідных радыкалаў. Таму яго часта выкарыстоўваюць у спалучэнні з іншымі святластабілізатарамі (напрыклад, святластабілізатарамі на аснове стэрылізаваных амінаў) для ўзмацнення ахоўнага эфекту.

 

III. Унікальныя перавагі UV531 - захавальніка высокаэфектыўнай барацьбы са старэннем

1. Высокаэфектыўнае паглынанне УФ-B дыяпазону: UV531 прызначаны для паглынання УФ-B дыяпазону (280-320 нм).

Гэта асноўны ультрафіялетавы дыяпазон, які выклікае старэнне матэрыялу і сонечныя апёкі. UV531 мае больш высокую эфектыўнасць паглынання ў дыяпазоне UV-B, што робіць яго асабліва прыдатным для сітуацый, якія патрабуюць моцнай абароны.

2. Выдатная святло- і тэрмічная стабільнасць

UV531 захоўвае стабільную хімічную структуру нават пры працяглым уздзеянні святла і высокіх тэмператур, што робіць яго ўстойлівым да раскладання і забяспечвае працяглую абарону.

3. Шырокая сумяшчальнасць

UV531 мае добрую сумяшчальнасць з рознымі палімернымі матэрыяламі (такімі як поліэтылен, поліпрапілен і полівінілхларыд), што спрашчае яго апрацоўку і нанясенне.

4. Ахова навакольнага асяроддзя і бяспека

UV531 прайшоў строгія таксікалагічныя выпрабаванні і з'яўляецца бяспечным для чалавека і навакольнага асяроддзя, адпавядае міжнародным экалагічным стандартам і бяспечны для выкарыстання ў харчовай упакоўцы і касметыцы. У адрозненне ад гэтага, бензатрыазолы і трыазіны могуць прадстаўляць пэўныя экалагічныя рызыкі з-за наяўнасці галагенаў або іншых шкодных кампанентаў. Напрыклад, чатыры фенольныя бензатрыазолавыя рэчывы (у тым ліку UV-328, UV-327, UV-350 і UV-320) былі прапанаваны Еўрапейскім агенцтвам па хімічных рэчывах (ECHA) для абмежаванняў REACH.

 

IV. Сферы прымянення 531 - Шырокі ахоп розных матэрыялаў

UV-531, як высокаэфектыўная і вельмі эфектыўная дабаўка супраць старэння, мае шырокі спектр прымянення. Ніжэй прыведзены асноўныя вобласці прымянення UV-531:

1. Пластмасавая прамысловасць