I. Terminid ja definitsioonid

Päikesevalgus sisaldab suures koguses ultraviolettkiirgust (UV-kiirgust) lainepikkusega umbes 290–460 nm, mis on värvilistele esemetele kahjulik. See kahjulik UV-valgus põhjustab värvimolekulide lagunemist ja pleekimist keemilise redoksreaktsiooni kaudu. UV-neelajate kasutamine saab tõhusalt ennetada või vähendada UV-kiirguse kahjulikku mõju kaitstud esemetele.

UV-neelaja on valguse stabilisaator, mis neelab päikesevalguse ja luminofoorvalgusallikate UV-osa ise muutumatuna. Päikesevalguse ja fluorestsentsi käes läbivad plastid ja muud polümeerid UV-kiirguse toimel autooksüdatsioonireaktsioone, mis viivad polümeeri lagunemiseni ja riknemiseni, mille tulemuseks on halb välimus ja mehaanilised omadused. UV-neelajate lisamine neelab selektiivselt seda suure energiaga UV-kiirgust, muutes selle kahjutuks energiaks, mis vabaneb või tarbitakse. Kuna erinevatel polümeeridel on erinevad UV-lainepikkused, mis põhjustavad lagunemist, neelavad erinevad UV-neelajad UV-kiirgust erineva lainepikkusega. Seetõttu tuleks sobiv UV-neelaja valida kasutatava polümeeri tüübi põhjal.

II. Ultraviolettkiirguse neelajate klassifikatsioon ja funktsioonid

Ultraviolettkiirgust neelavad seadmed peaksid vastama järgmistele tingimustele:

① See neelab tugevalt ultraviolettkiiri (eriti ultraviolettkiiri lainepikkusega 290–400 nm); ② Sellel on hea termiline stabiilsus ja see ei muutu kuumuse mõjul isegi töötlemise ajal, madala termilise lenduvusega; ③ Sellel on hea keemiline stabiilsus ja see ei reageeri toote materjalikomponentidega negatiivselt; ④ Sellel on hea segunevus ja see hajub materjalis ühtlaselt ilma õitsemise või imbumiseta; ⑤ Absorbendil endal on hea fotokeemiline stabiilsus, see ei lagune ega muuda värvi; ⑥ See on värvitu, mittetoksiline ja lõhnatu; ⑦ See on pestav; ⑧ See on odav ja kergesti kättesaadav.

Bensotriasooli UV-neelajad on praegu Hiinas kõige laialdasemalt kasutatavad, kuid triasiini UV-neelajad näitavad oluliselt paremaid tulemusi kui bensotriasoolid. Triasiini neelajatel on suurepärased UV-neeldumisomadused koos muude eelistega, mis muudab need laialdaselt kasutatavaks polümeerides. Neil on suurepärane termiline stabiilsus, hea töötlemisstabiilsus ja happekindlus. Praktikas näitavad triasiini UV-neelajad tugevat sünergilist efekti takistatud amiini valguse stabilisaatoritega; koos kasutades annavad nad paremaid tulemusi kui eraldi kasutades.

III. Mitmed levinud ultraviolettkiirguse neelajad

(1) o-nitroaniliini ja p-kresooli reaktsioonisaadused

See on värvusetu või kahvatukollane kristallide kujul. See lahustub paljudes orgaanilistes lahustites, näiteks bensiinis, benseenis ja atsetoonis. Sellel on vees väga madal lahustuvus ja seda ei lagunda kontsentreeritud leelised ega happed. See võib reageerida raskmetalliioonidega, moodustades sooli. See suudab neelata ultraviolettvalgust lainepikkusega 270–280 nm. Selle sulamistemperatuur on 130–131 ℃.

Seda kasutatakse peamiselt vaikudes nagu polüester, klooritud polüester, tselluloosatsetaat, polüvinüülkloriid, polüstüreen, pleksiklaas ja polüakrüülnitriil. Sellel on läbipaistvates toodetes parem stabiilsus kui värvilistes toodetes. Valmistoodete annus on ≤0,5%.

(2) 2-hüdroksü-4-metoksübensofenoon (UV-9)

Kahvatukollane või valge kristalliline pulber. Tihedus 1,324 g/cm³. Sulamistemperatuur 62–66 ℃. Keemistemperatuur 150–160 ℃ (0,67 kPa), 220 ℃ (2,4 kPa). Lahustub enamikes orgaanilistes lahustites, näiteks atsetoon, ketoonid, benseen, metanool, etüülatsetaat, metüületüülketoon ja etanool; vees ei lahustu. Lahustuvus (g/100 g, 25 ℃) mõnedes lahustites on järgmine: benseen 56,2, n-heksaan 4,3, etanool (95%) 5,8, süsiniktetrakloriid 34,5, stüreen 51,2, DOP 18,7.

UV-kiirguse neelajana sobib see mitmesuguste plastide, näiteks polüvinüülkloriidi, polüvinülideenkloriidi, polümetüülmetakrülaadi, küllastumata polüestri, ABS-vaigu ja tselluloosvaigu jaoks. Maksimaalse neeldumise lainepikkuste vahemik on 280–340 nm ja tüüpiline annus on 0,1–1,5%. Sellel on hea termiline stabiilsus ja see ei lagune temperatuuril 200 ℃. See toode neelab peaaegu üldse nähtavat valgust, mistõttu sobib see heledate ja läbipaistvate toodete jaoks. Seda saab kasutada ka värvides ja sünteetilises kautšukis.

(3) 2-hüdroksü-4-n-oktüüloksübensofenoon (UV-531)

Kahvatukollane või valge kristalliline pulber. Tihedus 1,160 g/cm³ (25 ℃). Sulamistemperatuur 48–49 ℃. Lahustub atsetoonis, benseenis, etanoolis ja isopropanoolis; lahustub vähe dikloroetaanis; ei lahustu vees. Lahustuvus (g/100 g, 25 ℃) mõnedes lahustites on: atsetoon 74, benseen 72, metanool 2, etanool (95%) 2,6, n-heptaan 40, n-heksaan 40,1, vesi 0,5.

UV-absorbendina neelab see tugevalt ultraviolettvalgust lainepikkustega 270–330 nm. Seda saab kasutada erinevates plastides, eriti polüetüleenis, polüpropüleenis, polüstüreenis, ABS-vaigus, polükarbonaadis ja polüvinüülkloriidis. Sellel on hea ühilduvus vaikudega ja madal lenduvus. Tüüpiline annus on 0,1–1%. Sellel on hea sünergistlik efekt, kui seda kasutatakse väikese koguse 4,4-tiobis(6-tert-butüül-p-kresooli)-ga. Seda toodet saab kasutada ka valguse stabilisaatorina erinevates katetes.

(4) 2-(2′-hüdroksü-3′,5′-di-tert-fenüül)-5-klorobensotriasool (UV-327) on UV-absorber, millel on sarnased omadused ja kasutusalad nagu bensotriasoolil UV-326. See neelab tugevalt ultraviolettvalgust lainepikkustega 270–380 nm, omab head keemilist stabiilsust ja väga madalat lenduvust. See ühildub hästi polüolefiinidega. See sobib eriti hästi polüetüleeni ja polüpropüleeni jaoks. Lisaks saab seda kasutada ka polüvinüülkloriidis, polümetüülmetakrülaadis, polüoksümetüleenis, polüuretaanis, küllastumata polüestris, ABS-vaigus, epoksüvaigus, tselluloosvaigus jne. Sellel tootel on suurepärane kuumussublimatsioonikindlus, pestavus, gaasipleekimise vastupidavus ja mehaaniliste omaduste säilivus. Sellel on antioksüdantidega kasutamisel märkimisväärne sünergiline toime. Seda kasutatakse toodete termooksüdatiivse stabiilsuse parandamiseks.

(5) Resortsinoolmonobensoaat on valge kristalliline pulber. Sulamistemperatuur 132–135 ℃. Mahutihedus 0,68 g/cm³ (20%). Lahustub atsetoonis ja etanoolis, lahustub halvasti benseenis, vees, n-heptaanis jne. UV-valguse stabilisaatorina on selle toime sarnane bensofenoonil põhinevate valgusstabilisaatorite omaga. Seda kasutatakse peamiselt polüvinüülkloriidis, tselluloosvaigus ja polüstüreenis, tavaliselt annuses 1–2%.