I. Termit ja määritelmät

Auringonvalo sisältää suuren määrän ultraviolettivaloa (UV-valoa), jonka aallonpituus on noin 290–460 nm. Tämä on haitallista värillisille esineille. Tämä haitallinen UV-valo aiheuttaa värimolekyylien hajoamisen ja haalistumisen kemiallisen redox-reaktion kautta. UV-absorboijien käyttö voi tehokkaasti estää tai vähentää UV-säteilyn haitallisia vaikutuksia suojattuihin esineisiin.

UV-absorboija on valoa stabiloiva aine, joka absorboi auringonvalon ja loisteputkien UV-osuuden itsessään muuttumatta. Auringonvalossa ja fluoresenssissa muovit ja muut polymeerit käyvät läpi autohapettumisreaktioita UV-säteilyn vaikutuksesta, mikä johtaa polymeerin hajoamiseen ja heikkenemiseen, mikä puolestaan ​​heikentää sen ulkonäköä ja mekaanisia ominaisuuksia. UV-absorboijien lisääminen absorboi selektiivisesti tätä korkeaenergistä UV-säteilyä ja muuntaa sen vaarattomaksi energiaksi, joka vapautuu tai kuluu. Koska eri polymeereillä on erilaiset UV-aallonpituudet, jotka aiheuttavat hajoamista, eri UV-absorboijat absorboivat eri UV-säteilyn aallonpituuksia. Siksi sopiva UV-absorboija tulisi valita käytetyn polymeerityypin perusteella.

II. Ultraviolettisäteilyä absorboivien aineiden luokittelu ja toiminnot

Ultraviolettisäteilyä absorboivien aineiden on täytettävä seuraavat ehdot:

① Se absorboi voimakkaasti ultraviolettisäteitä (erityisesti ultraviolettisäteitä, joiden aallonpituus on 290–400 nm); ② Sillä on hyvä lämmönkestävyys, eikä se muutu lämmön vaikutuksesta edes prosessoinnin aikana, ja sen terminen haihtuvuus on alhainen; ③ Sillä on hyvä kemiallinen stabiilius, eikä se reagoi haitallisesti tuotteen materiaalikomponenttien kanssa; ④ Sillä on hyvä sekoittuvuus ja se voidaan dispergoida tasaisesti materiaaliin ilman kukintaa tai tihkumista; ⑤ Itse absorbentti on hyvä fotokemiallisesti stabiili, ei hajoa eikä muuta väriä; ⑥ Se on väritön, myrkytön ja hajuton; ⑦ Se on pestävä; ⑧ Se on edullinen ja helposti saatavilla.

Bentsotriatsoli-UV-absorboijat ovat tällä hetkellä Kiinassa yleisimmin käytetty tyyppi, mutta triatsiini-UV-absorboijat osoittavat huomattavasti parempaa suorituskykyä kuin bentsotriatsolit. Triatsiini-absorboijilla on erinomaiset UV-absorptio-ominaisuudet muiden etujen ohella, minkä vuoksi niitä voidaan laajalti soveltaa polymeereihin. Niillä on erinomainen lämmönkestävyys, hyvä prosessointistabiilisuus ja haponkestävyys. Käytännön sovelluksissa triatsiini-UV-absorboijilla on voimakas synergistinen vaikutus estettyjen amiinivalonstabiloijien kanssa; yhdessä käytettynä ne tuottavat parempia tuloksia kuin erikseen käytettyinä.

III. Useita yleisiä ultraviolettisäteilyä absorboivia aineita

(1) o-nitroaniliinin ja p-kresolin reaktiotuotteet

Se näyttää värittömiltä tai vaaleankeltaisilta kiteiltä. Se liukenee moniin orgaanisiin liuottimiin, kuten bensiiniin, bentseeniin ja asetoniin. Sen liukoisuus veteen on hyvin alhainen, eikä sitä hajoa väkevien emästen tai happojen vaikutuksesta. Se voi reagoida raskasmetalli-ionien kanssa muodostaen suoloja. Se voi absorboida ultraviolettivaloa, jonka aallonpituus on 270–280 nm. Sen sulamispiste on 130–131 °C.

Sitä käytetään pääasiassa hartseissa, kuten polyesterissä, klooratussa polyesterissä, selluloosa-asetaatissa, polyvinyylikloridissa, polystyreenissä, pleksilasissa ja polyakrylonitriilissä. Sillä on parempi stabiilius läpinäkyvissä tuotteissa kuin värillisissä tuotteissa. Annostus valmiissa tuotteissa on ≤0,5 %.

(2) 2-hydroksi-4-metoksibentsofenoni (UV-9)

Vaaleankeltainen tai valkoinen kiteinen jauhe. Tiheys 1,324 g/cm³. Sulamispiste 62–66 °C. Kiehumispiste 150–160 °C (0,67 kPa), 220 °C (2,4 kPa). Liukenee useimpiin orgaanisiin liuottimiin, kuten asetoniin, ketoneihin, bentseeniin, metanoliin, etyyliasetaattiin, metyylietyyliketoniin ja etanoliin; ei liukene veteen. Liukoisuus (g/100 g, 25 °C) joissakin liuottimissa on seuraava: bentseeni 56,2, n-heksaani 4,3, etanoli (95 %) 5,8, hiilitetrakloridi 34,5, styreeni 51,2, DOP 18,7.

UV-absorboijana se soveltuu erilaisille muoveille, kuten polyvinyylikloridille, polyvinylideenikloridille, polymetyylimetakrylaatille, tyydyttymättömälle polyesterille, ABS-hartsille ja selluloosahartsille. Suurin absorptioaallonpituusalue on 280–340 nm ja tyypillinen annostus on 0,1–1,5 %. Sillä on hyvä lämmönkestävyys eikä se hajoa 200 ℃:ssa. Tämä tuote absorboi lähes lainkaan näkyvää valoa, joten se soveltuu vaaleille, läpinäkyville tuotteille. Sitä voidaan käyttää myös maaleissa ja synteettisessä kumissa.

(3) 2-hydroksi-4-n-oktyylioksibentsofenoni (UV-531)

Vaaleankeltainen tai valkoinen kiteinen jauhe. Tiheys 1,160 g/cm³ (25 °C). Sulamispiste 48–49 °C. Liukenee asetoniin, bentseeniin, etanoliin ja isopropanoliin; liukenee hieman dikloorietaaniin; ei liukene veteen. Liukoisuus (g/100 g, 25 °C) joihinkin liuottimiin on: asetoni 74, bentseeni 72, metanoli 2, etanoli (95 %) 2,6, n-heptaani 40, n-heksaani 40,1, vesi 0,5.

UV-absorboijana se absorboi voimakkaasti ultraviolettivaloa aallonpituuksilla 270–330 nm. Sitä voidaan käyttää erilaisissa muoveissa, erityisesti polyeteenissä, polypropeenissa, polystyreenissä, ABS-hartsissa, polykarbonaatissa ja polyvinyylikloridissa. Sillä on hyvä yhteensopivuus hartsien kanssa ja alhainen haihtuvuus. Tyypillinen annostus on 0,1–1 %. Sillä on hyvä synergistinen vaikutus, kun sitä käytetään pienen määrän 4,4-tiobis(6-tert-butyyli-p-kresolia) kanssa. Tätä tuotetta voidaan käyttää myös valon stabilointiaineena erilaisissa pinnoitteissa.

(4) 2-(2′-hydroksi-3′,5′-di-tert-fenyyli)-5-klooribentsotriatsoli (UV-327) on UV-absorboija, jolla on samanlaiset ominaisuudet ja käyttötarkoitukset kuin bentsotriatsolilla UV-326. Se absorboi voimakkaasti ultraviolettivaloa aallonpituuksilla 270–380 nm, sillä on hyvä kemiallinen stabiilius ja erittäin alhainen haihtuvuus. Se on hyvin yhteensopiva polyolefiinien kanssa. Se sopii erityisesti polyeteenille ja polypropeenille. Lisäksi sitä voidaan käyttää myös polyvinyylikloridissa, polymetyylimetakrylaatissa, polyoksimetyleenissä, polyuretaanissa, tyydyttymättömässä polyesterissä, ABS-hartsissa, epoksihartsissa, selluloosahartsissa jne. Tällä tuotteella on erinomainen lämmönsublimaation kestävyys, pesunkestävyys, kaasun haalistumisen kestävyys ja mekaanisten ominaisuuksien säilyvyys. Sillä on merkittävä synergistinen vaikutus antioksidanttien kanssa käytettynä. Sitä käytetään tuotteiden lämpö-oksidatiivisen stabiilisuuden parantamiseen.

(5) Resorsinolimonobentsoaatti on valkoinen kiteinen jauhe. Sulamispiste 132–135 °C. Irtotiheys 0,68 g/cm³ (20 %). Liukenee asetoniin ja etanoliin, liukenee hieman bentseeniin, veteen, n-heptaaniin jne. UV-valon stabilointiaineena sen ominaisuudet ovat samanlaiset kuin bentsofenonipohjaisilla valon stabilointiaineilla. Sitä käytetään pääasiassa polyvinyylikloridissa, selluloosahartsissa ja polystyreenissä, tyypillisesti 1–2 %:n annoksella.