I. Termes i definicions

La llum solar conté una gran quantitat de llum ultraviolada (UV), amb longituds d'ona d'aproximadament 290-460 nm, que és perjudicial per als objectes acolorits. Aquesta llum UV nociva fa que les molècules de color es descomponguin i s'esvaeixin mitjançant una reacció redox química. L'ús d'absorbents d'UV pot prevenir o reduir eficaçment els efectes nocius de la radiació UV sobre els objectes protegits.

Un absorbent d'UV és un estabilitzador de llum que absorbeix la porció UV de la llum solar i les fonts de llum fluorescent sense patir cap canvi. Sota la llum solar i la fluorescència, els plàstics i altres polímers experimenten reaccions d'autooxidació a causa de l'acció de la radiació UV, cosa que provoca la degradació i el deteriorament del polímer, donant lloc a un mal aspecte i a unes propietats mecàniques deficients. L'addició d'absorbents d'UV absorbeix selectivament aquesta radiació UV d'alta energia, convertint-la en energia inofensiva que s'allibera o es consumeix. Com que els diferents polímers tenen diferents longituds d'ona UV que causen degradació, els diferents absorbents d'UV absorbeixen diferents longituds d'ona de la radiació UV. Per tant, s'ha de seleccionar l'absorbent d'UV adequat en funció del tipus de polímer utilitzat.

II. Classificació i funcions dels absorbents d'ultraviolats

Els absorbents d'ultraviolats han de complir les condicions següents:

① Pot absorbir fortament els raigs ultraviolats (especialment els raigs ultraviolats amb longituds d'ona de 290~400nm); ② Té una bona estabilitat tèrmica i no canvia a causa de la calor, fins i tot durant el processament, amb baixa volatilitat tèrmica; ③ Té una bona estabilitat química i no reacciona negativament amb els components del material del producte; ④ Té una bona miscibilitat i es pot dispersar uniformement en el material sense florir ni filtrar; ⑤ L'absorbent en si té una bona estabilitat fotoquímica, no es descompon i no canvia de color; ⑥ És incolor, no tòxic i inodor; ⑦ És rentable; ⑧ És econòmic i fàcilment disponible.

Els absorbents d'UV de benzotriazol són actualment el tipus més utilitzat a la Xina, però els absorbents d'UV de triazina mostren un rendiment significativament millor que els benzotriazoles. Els absorbents de triazina posseeixen excel·lents propietats d'absorció d'UV, juntament amb altres avantatges, cosa que els fa àmpliament aplicables en polímers. Presenten una excel·lent estabilitat tèrmica, una bona estabilitat de processament i resistència als àcids. En aplicacions pràctiques, els absorbents d'UV de triazina mostren un fort efecte sinèrgic amb els estabilitzadors de llum d'amina impedida; quan s'utilitzen junts, produeixen millors resultats que quan s'utilitzen individualment.

III. Diversos absorbents ultraviolats comuns

(1) Els productes de reacció de l'o-nitroanilina i el p-cresol

Es presenta com a cristalls incolors o de color groc pàl·lid. És soluble en molts dissolvents orgànics com la gasolina, el benzè i l'acetona. Té una solubilitat molt baixa en aigua i no es descompon amb àlcalis o àcids concentrats. Pot reaccionar amb ions de metalls pesants per formar sals. Pot absorbir llum ultraviolada amb longituds d'ona de 270-280 nm. El seu punt de fusió és de 130-131 ℃.

S'utilitza principalment en resines com ara polièster, polièster clorat, acetat de cel·lulosa, clorur de polivinil, poliestirè, plexiglàs i poliacrilonitril. Presenta una millor estabilitat en productes transparents que en productes de colors. La dosificació en productes acabats és ≤0,5%.

(2) 2-Hidroxi-4-metoxibenzofenona (UV-9)

Pols cristal·lina de color groc pàl·lid o blanc. Densitat 1,324 g/cm³. Punt de fusió 62-66 ℃. Punt d'ebullició 150-160 ℃ (0,67 kPa), 220 ℃ (2,4 kPa). Soluble en la majoria de dissolvents orgànics com ara acetona, cetones, benzè, metanol, acetat d'etil, metiletilcetona i etanol; insoluble en aigua. La solubilitat (g/100 g, 25 ℃) en alguns dissolvents és la següent: benzè 56,2, n-hexà 4,3, etanol (95%) 5,8, tetraclorur de carboni 34,5, estirè 51,2, DOP 18,7.

Com a absorbent d'UV, és adequat per a diversos plàstics com ara clorur de polivinil, clorur de polivinilidè, metacrilat de polimetil, polièster insaturat, resina ABS i resina de cel·lulosa. El rang de longitud d'ona d'absorció màxima és de 280 a 340 nm i la dosi típica és del 0,1% a l'1,5%. Té una bona estabilitat tèrmica i no es descompon a 200 ℃. Aquest producte gairebé no absorbeix llum visible, cosa que el fa adequat per a productes transparents de color clar. També es pot utilitzar en pintures i cautxú sintètic.

(3) 2-Hidroxi-4-n-octiloxibenzofenona (UV-531)

Pols cristal·lina de color groc pàl·lid o blanc. Densitat 1,160 g/cm³ (25 ℃). Punt de fusió 48~49 ℃. Soluble en acetona, benzè, etanol i isopropanol; lleugerament soluble en dicloroetà; insoluble en aigua. La solubilitat (g/100 g, 25 ℃) en alguns dissolvents és: acetona 74, benzè 72, metanol 2, etanol (95%) 2,6, n-heptà 40, n-hexà 40,1, aigua 0,5.

Com a absorbent d'UV, absorbeix fortament la llum ultraviolada amb longituds d'ona de 270-330 nm. Es pot utilitzar en diversos plàstics, especialment polietilè, polipropilè, poliestirè, resina ABS, policarbonat i clorur de polivinil. Té bona compatibilitat amb resines i baixa volatilitat. La dosi típica és del 0,1% a l'1%. Té un bon efecte sinèrgic quan s'utilitza amb una petita quantitat de 4,4-tiobis(6-tert-butil-p-cresol). Aquest producte també es pot utilitzar com a estabilitzador de la llum en diversos recobriments.

(4) El 2-(2′-hidroxi-3′,5′-di-tert-fenil)-5-clorobenzotriazol (UV-327) és un absorbent d'UV amb propietats i usos similars al benzotriazol UV-326. Absorbeix fortament la llum ultraviolada amb longituds d'ona de 270~380 nm, té una bona estabilitat química i una volatilitat molt baixa. Té una bona compatibilitat amb les poliolefines. És especialment adequat per al polietilè i el polipropilè. A més, també es pot utilitzar en clorur de polivinil, polimetacrilat de metil, polioximetilè, poliuretà, polièster insaturat, resina ABS, resina epoxi, resina de cel·lulosa, etc. Aquest producte té una excel·lent resistència a la sublimació tèrmica, rentabilitat, resistència a la decoloració per gasos i retenció de propietats mecàniques. Té un efecte sinèrgic significatiu quan s'utilitza amb antioxidants. S'utilitza per millorar l'estabilitat termooxidativa dels productes.

(5) El monobenzoat de resorcinol és una pols cristal·lina blanca. Punt de fusió 132~135 ℃. Densitat aparent 0,68 g/cm³ (20%). Soluble en acetona i etanol, lleugerament soluble en benzè, aigua, n-heptà, etc. Com a estabilitzador de la llum UV, el seu rendiment és similar al dels estabilitzadors de la llum basats en benzofenona. S'utilitza principalment en clorur de polivinil, resina de cel·lulosa i poliestirè, normalment a una dosi de l'1% al 2%.