I. શરતો અને વ્યાખ્યાઓ

સૂર્યપ્રકાશમાં મોટા પ્રમાણમાં અલ્ટ્રાવાયોલેટ (યુવી) પ્રકાશ હોય છે, જેની તરંગલંબાઇ આશરે 290-460 એનએમ હોય છે, જે રંગીન વસ્તુઓ માટે હાનિકારક છે. આ હાનિકારક યુવી પ્રકાશ રંગના અણુઓનું વિઘટન કરે છે અને રાસાયણિક રેડોક્સ પ્રતિક્રિયા દ્વારા ઝાંખું થાય છે. યુવી શોષકોનો ઉપયોગ સુરક્ષિત વસ્તુઓ પર યુવી કિરણોત્સર્ગની નુકસાનકારક અસરોને અસરકારક રીતે અટકાવી અથવા ઘટાડી શકે છે.

યુવી શોષક એ એક પ્રકાશ સ્ટેબિલાઇઝર છે જે સૂર્યપ્રકાશ અને ફ્લોરોસન્ટ પ્રકાશ સ્ત્રોતોના યુવી ભાગને કોઈપણ ફેરફાર વિના શોષી લે છે. સૂર્યપ્રકાશ અને ફ્લોરોસન્ટ હેઠળ, પ્લાસ્ટિક અને અન્ય પોલિમર યુવી કિરણોત્સર્ગની ક્રિયાને કારણે ઓટો-ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયાઓમાંથી પસાર થાય છે, જેના કારણે પોલિમર ડિગ્રેડેશન અને બગાડ થાય છે, જેના પરિણામે દેખાવ અને યાંત્રિક ગુણધર્મો ખરાબ થાય છે. યુવી શોષક ઉમેરવાથી આ ઉચ્ચ-ઊર્જા યુવી કિરણોત્સર્ગને પસંદગીયુક્ત રીતે શોષી લે છે, તેને હાનિકારક ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરે છે જે મુક્ત થાય છે અથવા વપરાશમાં આવે છે. કારણ કે વિવિધ પોલિમરમાં વિવિધ યુવી તરંગલંબાઇ હોય છે જે ડિગ્રેડેશનનું કારણ બને છે, વિવિધ યુવી શોષક યુવી કિરણોત્સર્ગની વિવિધ તરંગલંબાઇને શોષી લે છે. તેથી, ઉપયોગમાં લેવાતા પોલિમરના પ્રકારને આધારે યોગ્ય યુવી શોષક પસંદ કરવો જોઈએ.

II. અલ્ટ્રાવાયોલેટ શોષકોનું વર્ગીકરણ અને કાર્યો

અલ્ટ્રાવાયોલેટ શોષકોએ નીચેની શરતો પૂરી કરવી જોઈએ:

① તે અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોને મજબૂત રીતે શોષી શકે છે (ખાસ કરીને 290~400nm ની તરંગલંબાઇવાળા અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણો); ② તેમાં સારી થર્મલ સ્થિરતા છે અને પ્રક્રિયા દરમિયાન પણ ગરમીને કારણે બદલાશે નહીં, ઓછી થર્મલ અસ્થિરતા સાથે; ③ તેમાં સારી રાસાયણિક સ્થિરતા છે અને ઉત્પાદનમાં રહેલા સામગ્રી ઘટકો સાથે પ્રતિકૂળ પ્રતિક્રિયા આપશે નહીં; ④ તેમાં સારી મિશ્રતા છે અને તે ખીલ્યા વિના અથવા સીપેજ વિના સામગ્રીમાં સમાનરૂપે વિખેરાઈ શકે છે; ⑤ શોષક પોતે સારી ફોટોકેમિકલ સ્થિરતા ધરાવે છે, તે વિઘટિત થતું નથી અને રંગ બદલાતું નથી; ⑥ તે રંગહીન, બિન-ઝેરી અને ગંધહીન છે; ⑦ તે ધોવા યોગ્ય છે; ⑧ તે સસ્તું અને સરળતાથી ઉપલબ્ધ છે.

બેન્ઝોટ્રિઆઝોલ યુવી શોષક હાલમાં ચીનમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા પ્રકાર છે, પરંતુ ટ્રાયઝિન યુવી શોષક બેન્ઝોટ્રિઆઝોલ કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વધુ સારી કામગીરી દર્શાવે છે. ટ્રાયઝિન શોષક ઉત્તમ યુવી શોષણ ગુણધર્મો ધરાવે છે, અન્ય ફાયદાઓ સાથે, તેમને પોલિમરમાં વ્યાપકપણે લાગુ પડે છે. તેઓ ઉત્તમ થર્મલ સ્થિરતા, સારી પ્રક્રિયા સ્થિરતા અને એસિડ પ્રતિકાર દર્શાવે છે. વ્યવહારિક એપ્લિકેશનોમાં, ટ્રાયઝિન યુવી શોષક અવરોધિત એમાઇન લાઇટ સ્ટેબિલાઇઝર્સ સાથે મજબૂત સિનર્જિસ્ટિક અસર દર્શાવે છે; જ્યારે એકસાથે ઉપયોગ થાય છે, ત્યારે તેઓ વ્યક્તિગત રીતે ઉપયોગ કરતાં વધુ સારા પરિણામો ઉત્પન્ન કરે છે.

III. કેટલાક સામાન્ય અલ્ટ્રાવાયોલેટ શોષકો

(1) ઓ-નાઇટ્રોએનિલિન અને પી-ક્રેસોલના પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદનો

તે રંગહીન અથવા આછા પીળા સ્ફટિકો જેવું દેખાય છે. તે ગેસોલિન, બેન્ઝીન અને એસીટોન જેવા ઘણા કાર્બનિક દ્રાવકોમાં દ્રાવ્ય છે. પાણીમાં તેની દ્રાવ્યતા ખૂબ ઓછી છે અને તે સાંદ્ર ક્ષાર અથવા એસિડ દ્વારા વિઘટિત થતું નથી. તે ભારે ધાતુના આયનો સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને ક્ષાર બનાવી શકે છે. તે 270-280 nm ની તરંગલંબાઇ સાથે અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશને શોષી શકે છે. તેનો ગલનબિંદુ 130-131℃ છે.

તેનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે પોલિએસ્ટર, ક્લોરિનેટેડ પોલિએસ્ટર, સેલ્યુલોઝ એસિટેટ, પોલીવિનાઇલ ક્લોરાઇડ, પોલિસ્ટરીન, પ્લેક્સિગ્લાસ અને પોલીએક્રીલોનિટ્રાઇલ જેવા રેઝિનમાં થાય છે. તે રંગીન ઉત્પાદનો કરતાં પારદર્શક ઉત્પાદનોમાં વધુ સારી સ્થિરતા દર્શાવે છે. ફિનિશ્ડ ઉત્પાદનોમાં ડોઝ ≤0.5% છે.

(2) 2-હાઈડ્રોક્સી-4-મેથોક્સીબેન્ઝોફેનોન (UV-9)

આછો પીળો કે સફેદ સ્ફટિકીય પાવડર. ઘનતા 1.324 ગ્રામ/સેમી³. ગલનબિંદુ 62-66℃. ઉત્કલનબિંદુ 150-160℃ (0.67 kPa), 220℃ (2.4 kPa). એસીટોન, કીટોન્સ, બેન્ઝીન, મિથેનોલ, ઇથિલ એસિટેટ, મિથાઇલ ઇથિલ કીટોન અને ઇથેનોલ જેવા મોટાભાગના કાર્બનિક દ્રાવકોમાં દ્રાવ્ય; પાણીમાં અદ્રાવ્ય. કેટલાક દ્રાવકોમાં દ્રાવ્યતા (g/100g, 25℃) નીચે મુજબ છે: બેન્ઝીન 56.2, n-હેક્સેન 4.3, ઇથેનોલ (95%) 5.8, કાર્બન ટેટ્રાક્લોરાઇડ 34.5, સ્ટાયરીન 51.2, DOP 18.7.

યુવી શોષક તરીકે, તે પોલીવિનાઇલ ક્લોરાઇડ, પોલીવિનાઇલિડીન ક્લોરાઇડ, પોલીમિથાઇલ મેથાક્રાયલેટ, અસંતૃપ્ત પોલિએસ્ટર, ABS રેઝિન અને સેલ્યુલોઝ રેઝિન જેવા વિવિધ પ્લાસ્ટિક માટે યોગ્ય છે. મહત્તમ શોષણ તરંગલંબાઇ શ્રેણી 280~340nm છે, અને લાક્ષણિક માત્રા 0.1%~1.5% છે. તેમાં સારી થર્મલ સ્થિરતા છે અને 200℃ પર તે વિઘટિત થતું નથી. આ ઉત્પાદન લગભગ કોઈ દૃશ્યમાન પ્રકાશને શોષી લેતું નથી, જે તેને હળવા રંગના, પારદર્શક ઉત્પાદનો માટે યોગ્ય બનાવે છે. તેનો ઉપયોગ પેઇન્ટ અને કૃત્રિમ રબરમાં પણ થઈ શકે છે.

(3) 2-હાઈડ્રોક્સી-4-એન-ઓક્ટીલોક્સીબેન્ઝોફેનોન (UV-531)

આછો પીળો અથવા સફેદ સ્ફટિકીય પાવડર. ઘનતા 1.160 ગ્રામ/સેમી³ (25℃). ગલનબિંદુ 48~49℃. એસિટોન, બેન્ઝીન, ઇથેનોલ અને આઇસોપ્રોપેનોલમાં દ્રાવ્ય; ડાયક્લોરોઇથેનમાં સહેજ દ્રાવ્ય; પાણીમાં અદ્રાવ્ય. કેટલાક દ્રાવકોમાં દ્રાવ્યતા (g/100g, 25℃) છે: એસિટોન 74, બેન્ઝીન 72, મિથેનોલ 2, ઇથેનોલ (95%) 2.6, n-હેપ્ટેન 40, n-હેક્સેન 40.1, પાણી 0.5.

યુવી શોષક તરીકે, તે 270-330 nm ની તરંગલંબાઇ સાથે અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશને મજબૂત રીતે શોષી લે છે. તેનો ઉપયોગ વિવિધ પ્લાસ્ટિકમાં, ખાસ કરીને પોલિઇથિલિન, પોલીપ્રોપીલીન, પોલિસ્ટરીન, ABS રેઝિન, પોલીકાર્બોનેટ અને પોલીવિનાઇલ ક્લોરાઇડમાં થઈ શકે છે. તે રેઝિન સાથે સારી સુસંગતતા અને ઓછી અસ્થિરતા ધરાવે છે. લાક્ષણિક માત્રા 0.1% થી 1% છે. જ્યારે 4,4-થિઓબિસ (6-ટર્ટ-બ્યુટીલ-પી-ક્રેસોલ) ની થોડી માત્રા સાથે ઉપયોગ કરવામાં આવે ત્યારે તેનો સારો સિનર્જિસ્ટિક અસર પડે છે. આ ઉત્પાદનનો ઉપયોગ વિવિધ કોટિંગ્સમાં પ્રકાશ સ્ટેબિલાઇઝર તરીકે પણ થઈ શકે છે.

(4) 2-(2′-hydroxy-3′,5′-di-tert-phenyl)-5-chlorobenzotriazole (UV-327) એ UV શોષક છે જે સમાન ગુણધર્મો ધરાવે છે અને UV-326 નો ઉપયોગ કરે છે. તે 270~380nm ની તરંગલંબાઇ સાથે અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશને મજબૂત રીતે શોષી લે છે, સારી રાસાયણિક સ્થિરતા ધરાવે છે અને ખૂબ જ ઓછી અસ્થિરતા ધરાવે છે. તે પોલીઓલેફિન્સ સાથે સારી સુસંગતતા ધરાવે છે. તે ખાસ કરીને પોલિઇથિલિન અને પોલીપ્રોપીલિન માટે યોગ્ય છે. વધુમાં, તેનો ઉપયોગ પોલીવિનાઇલ ક્લોરાઇડ, પોલીમિથાઇલ મેથાક્રાયલેટ, પોલીઓક્સીમિથિલિન, પોલીયુરેથીન, અસંતૃપ્ત પોલિએસ્ટર, ABS રેઝિન, ઇપોક્સી રેઝિન, સેલ્યુલોઝ રેઝિન વગેરેમાં પણ થઈ શકે છે. આ ઉત્પાદનમાં ઉત્તમ ગરમી ઉત્તેજના પ્રતિકાર, ધોવાની ક્ષમતા, ગેસ ફેડિંગ પ્રતિકાર અને યાંત્રિક ગુણધર્મો રીટેન્શન છે. એન્ટીઑકિસડન્ટો સાથે ઉપયોગમાં લેવાતી વખતે તેનો નોંધપાત્ર સિનર્જિસ્ટિક અસર પડે છે. તેનો ઉપયોગ ઉત્પાદનોની થર્મો-ઓક્સિડેટીવ સ્થિરતાને સુધારવા માટે થાય છે.

(૫) રેસોર્સિનોલ મોનોબેન્ઝોએટ એક સફેદ સ્ફટિકીય પાવડર છે. ગલનબિંદુ ૧૩૨~૧૩૫℃. જથ્થાબંધ ઘનતા ૦.૬૮ ગ્રામ/સેમી³ (૨૦%). એસીટોન અને ઇથેનોલમાં દ્રાવ્ય, બેન્ઝીન, પાણી, એન-હેપ્ટેન વગેરેમાં સહેજ દ્રાવ્ય. યુવી લાઇટ સ્ટેબિલાઇઝર તરીકે, તેનું પ્રદર્શન બેન્ઝોફેનોન-આધારિત લાઇટ સ્ટેબિલાઇઝર જેવું જ છે. તેનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે પોલીવિનાઇલ ક્લોરાઇડ, સેલ્યુલોઝ રેઝિન અને પોલિસ્ટરીનમાં થાય છે, સામાન્ય રીતે ૧% થી ૨% ની માત્રામાં.