I. Begreber og definitioner

Sollys indeholder en stor mængde ultraviolet (UV) lys med bølgelængder på cirka 290-460 nm, hvilket er skadeligt for farvede genstande. Dette skadelige UV-lys får farvemolekyler til at nedbrydes og falme gennem en kemisk redoxreaktion. Brug af UV-absorbere kan effektivt forhindre eller reducere de skadelige virkninger af UV-stråling på beskyttede genstande.

En UV-absorber er en lysstabilisator, der absorberer UV-delen af ​​sollys og fluorescerende lyskilder uden selv at undergå nogen forandring. Under sollys og fluorescens gennemgår plast og andre polymerer autooxidationsreaktioner på grund af UV-stråling, hvilket fører til nedbrydning og forringelse af polymeren, hvilket resulterer i dårligt udseende og mekaniske egenskaber. Tilføjelse af UV-absorbere absorberer selektivt denne højenergiske UV-stråling og omdanner den til harmløs energi, der frigives eller forbruges. Da forskellige polymerer har forskellige UV-bølgelængder, der forårsager nedbrydning, absorberer forskellige UV-absorbere forskellige bølgelængder af UV-stråling. Derfor bør den passende UV-absorber vælges baseret på den anvendte polymertype.

II. Klassificering og funktioner af ultraviolette absorbere

Ultraviolette absorbere skal opfylde følgende betingelser:

① Det kan absorbere ultraviolette stråler kraftigt (især ultraviolette stråler med bølgelængder på 290~400 nm); ② Det har god termisk stabilitet og ændrer sig ikke på grund af varme, selv under forarbejdning, med lav termisk flygtighed; ③ Det har god kemisk stabilitet og reagerer ikke negativt med materialets komponenter i produktet; ④ Det har god blandbarhed og kan fordeles jævnt i materialet uden at udblomstre eller sive ud; ⑤ Selve absorbenten har god fotokemisk stabilitet, nedbrydes ikke og ændrer ikke farve; ⑥ Det er farveløst, giftfrit og lugtfrit; ⑦ Det er vaskbart; ⑧ Det er billigt og let tilgængeligt.

Benzotriazol UV-absorbere er i øjeblikket den mest anvendte type i Kina, men triazin UV-absorbere udviser betydeligt bedre ydeevne end benzotriazoler. Triazin-absorbere har fremragende UV-absorptionsegenskaber sammen med andre fordele, hvilket gør dem bredt anvendelige i polymerer. De udviser fremragende termisk stabilitet, god processtabilitet og syrebestandighed. I praktiske anvendelser viser triazin UV-absorbere en stærk synergistisk effekt med lysstabilisatorer af hindrede aminer; når de bruges sammen, giver de bedre resultater end når de bruges individuelt.

III. Adskillige almindelige ultraviolette absorbere

(1) Reaktionsprodukterne af o-nitroanilin og p-cresol

Det fremstår som farveløse eller lysegule krystaller. Det er opløseligt i mange organiske opløsningsmidler såsom benzin, benzen og acetone. Det har meget lav opløselighed i vand og nedbrydes ikke af koncentrerede alkalier eller syrer. Det kan reagere med tungmetalioner og danne salte. Det kan absorbere ultraviolet lys med bølgelængder på 270-280 nm. Dets smeltepunkt er 130-131 ℃.

Det anvendes hovedsageligt i harpikser såsom polyester, kloreret polyester, celluloseacetat, polyvinylchlorid, polystyren, plexiglas og polyacrylonitril. Det udviser bedre stabilitet i transparente produkter end i farvede produkter. Doseringen i færdige produkter er ≤0,5%.

(2) 2-hydroxy-4-methoxybenzophenon (UV-9)

Et lysegult eller hvidt krystallinsk pulver. Densitet 1,324 g/cm³. Smeltepunkt 62-66 ℃. Kogepunkt 150-160 ℃ (0,67 kPa), 220 ℃ (2,4 kPa). Opløselig i de fleste organiske opløsningsmidler såsom acetone, ketoner, benzen, methanol, ethylacetat, methylethylketon og ethanol; uopløselig i vand. Opløselighed (g/100 g, 25 ℃) i nogle opløsningsmidler er som følger: benzen 56,2, n-hexan 4,3, ethanol (95 %) 5,8, carbontetrachlorid 34,5, styren 51,2, DOP 18,7.

Som UV-absorber er den velegnet til forskellige plasttyper såsom polyvinylchlorid, polyvinylidenchlorid, polymethylmethacrylat, umættet polyester, ABS-harpiks og celluloseharpiks. Det maksimale absorptionsbølgelængdeområde er 280~340 nm, og den typiske dosering er 0,1%~1,5%. Den har god termisk stabilitet og nedbrydes ikke ved 200 ℃. Dette produkt absorberer næsten intet synligt lys, hvilket gør det velegnet til lyse, transparente produkter. Det kan også bruges i maling og syntetisk gummi.

(3) 2-hydroxy-4-n-octyloxybenzophenon (UV-531)

Lysegult eller hvidt krystallinsk pulver. Densitet 1,160 g/cm³ (25℃). Smeltepunkt 48~49℃. Opløselig i acetone, benzen, ethanol og isopropanol; let opløselig i dichlorethan; uopløselig i vand. Opløselighed (g/100 g, 25℃) i nogle opløsningsmidler er: acetone 74, benzen 72, methanol 2, ethanol (95%) 2,6, n-heptan 40, n-hexan 40,1, vand 0,5.

Som UV-absorber absorberer den kraftigt ultraviolet lys med bølgelængder på 270-330 nm. Det kan bruges i forskellige plasttyper, især polyethylen, polypropylen, polystyren, ABS-harpiks, polycarbonat og polyvinylchlorid. Det har god kompatibilitet med harpikser og lav flygtighed. Den typiske dosering er 0,1 % til 1 %. Det har en god synergistisk effekt, når det bruges sammen med en lille mængde 4,4-thiobis(6-tert-butyl-p-cresol). Dette produkt kan også bruges som lysstabilisator i forskellige belægninger.

(4) 2-(2′-hydroxy-3′,5′-di-tert-phenyl)-5-chlorbenzotriazol (UV-327) er en UV-absorber med lignende egenskaber og anvendelser som benzotriazol UV-326. Den absorberer kraftigt ultraviolet lys med bølgelængder på 270~380 nm, har god kemisk stabilitet og meget lav flygtighed. Den har god kompatibilitet med polyolefiner. Den er især velegnet til polyethylen og polypropylen. Derudover kan den også anvendes i polyvinylchlorid, polymethylmethacrylat, polyoxymethylen, polyurethan, umættet polyester, ABS-harpiks, epoxyharpiks, celluloseharpiks osv. Dette produkt har fremragende varmesublimeringsbestandighed, vaskbarhed, gasfalmningsbestandighed og bevarelse af mekaniske egenskaber. Det har en betydelig synergistisk effekt, når det bruges sammen med antioxidanter. Det bruges til at forbedre produkters termo-oxidative stabilitet.

(5) Resorcinolmonobenzoat er et hvidt krystallinsk pulver. Smeltepunkt 132~135 ℃. Bulkdensitet 0,68 g/cm³ (20%). Opløselig i acetone og ethanol, let opløselig i benzen, vand, n-heptan osv. Som UV-lysstabilisator svarer dens ydeevne til benzophenonbaserede lysstabilisatorer. Det anvendes hovedsageligt i polyvinylchlorid, celluloseharpiks og polystyren, typisk i en dosering på 1% til 2%.