I. शब्दावली और परिभाषाएँ

सूर्य के प्रकाश में लगभग 290-460 एनएम तरंगदैर्ध्य वाली बड़ी मात्रा में पराबैंगनी (यूवी) किरणें होती हैं, जो रंगीन वस्तुओं के लिए हानिकारक होती हैं। यह हानिकारक यूवी किरणें रासायनिक रेडॉक्स अभिक्रिया के माध्यम से रंगीन अणुओं को विघटित और फीका कर देती हैं। यूवी अवशोषक का उपयोग करके संरक्षित वस्तुओं पर यूवी विकिरण के हानिकारक प्रभावों को प्रभावी ढंग से रोका या कम किया जा सकता है।

यूवी अवशोषक एक प्रकाश स्थिरक होता है जो स्वयं में कोई परिवर्तन किए बिना सूर्य के प्रकाश और फ्लोरोसेंट प्रकाश स्रोतों के यूवी भाग को अवशोषित करता है। सूर्य के प्रकाश और फ्लोरोसेंट प्रकाश के प्रभाव में, प्लास्टिक और अन्य पॉलिमर यूवी विकिरण की क्रिया के कारण स्वतः ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं से गुजरते हैं, जिससे पॉलिमर का क्षरण और अपघटन होता है, जिसके परिणामस्वरूप उनकी दिखावट और यांत्रिक गुण खराब हो जाते हैं। यूवी अवशोषक मिलाने से यह उच्च-ऊर्जा वाले यूवी विकिरण को चुनिंदा रूप से अवशोषित करता है, जिससे यह हानिरहित ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है जो या तो मुक्त हो जाती है या खपत हो जाती है। चूंकि विभिन्न पॉलिमर में क्षरण उत्पन्न करने वाली यूवी तरंगदैर्ध्य भिन्न-भिन्न होती हैं, इसलिए विभिन्न यूवी अवशोषक यूवी विकिरण की विभिन्न तरंगदैर्ध्यों को अवशोषित करते हैं। अतः, उपयोग किए जा रहे पॉलिमर के प्रकार के आधार पर उपयुक्त यूवी अवशोषक का चयन किया जाना चाहिए।

II. पराबैंगनी अवशोषकों का वर्गीकरण एवं कार्य

पराबैंगनी अवशोषक को निम्नलिखित शर्तों को पूरा करना चाहिए:

① यह पराबैंगनी किरणों (विशेष रूप से 290~400 एनएम तरंगदैर्ध्य वाली पराबैंगनी किरणों) को प्रबलता से अवशोषित कर सकता है; ② इसमें अच्छी तापीय स्थिरता है और प्रसंस्करण के दौरान भी गर्मी से इसमें कोई परिवर्तन नहीं होता, साथ ही इसकी तापीय वाष्पशीलता कम है; ③ इसमें अच्छी रासायनिक स्थिरता है और यह उत्पाद में मौजूद सामग्री घटकों के साथ प्रतिकूल प्रतिक्रिया नहीं करता; ④ इसमें अच्छी घुलनशीलता है और यह बिना फैलाव या रिसाव के सामग्री में समान रूप से फैल सकता है; ⑤ अवशोषक में अच्छी प्रकाश रासायनिक स्थिरता है, यह विघटित नहीं होता और इसका रंग नहीं बदलता; ⑥ यह रंगहीन, गैर-विषाक्त और गंधहीन है; ⑦ यह धोने योग्य है; ⑧ यह सस्ता और आसानी से उपलब्ध है।

चीन में वर्तमान में बेंज़ोट्रियाज़ोल यूवी अवशोषक सबसे अधिक उपयोग किए जाते हैं, लेकिन ट्राइज़ीन यूवी अवशोषक बेंज़ोट्रियाज़ोल की तुलना में कहीं बेहतर प्रदर्शन करते हैं। ट्राइज़ीन अवशोषकों में उत्कृष्ट यूवी अवशोषण गुण होते हैं, साथ ही अन्य लाभ भी होते हैं, जो उन्हें पॉलिमर में व्यापक रूप से उपयोगी बनाते हैं। वे उत्कृष्ट तापीय स्थिरता, अच्छी प्रसंस्करण स्थिरता और अम्ल प्रतिरोधकता प्रदर्शित करते हैं। व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, ट्राइज़ीन यूवी अवशोषक अवरोधक एमीन प्रकाश स्थिरकों के साथ एक मजबूत सहक्रियात्मक प्रभाव दिखाते हैं; जब इन्हें एक साथ उपयोग किया जाता है, तो ये अलग-अलग उपयोग की तुलना में बेहतर परिणाम देते हैं।

III. कई सामान्य पराबैंगनी अवशोषक

(1) ओ-नाइट्रोएनिलिन और पी-क्रेसोल की अभिक्रिया के उत्पाद

यह रंगहीन या हल्के पीले क्रिस्टल के रूप में दिखाई देता है। यह गैसोलीन, बेंजीन और एसीटोन जैसे कई कार्बनिक विलायकों में घुलनशील है। पानी में इसकी घुलनशीलता बहुत कम है और यह सांद्र क्षार या अम्लों द्वारा विघटित नहीं होता है। यह भारी धातु आयनों के साथ अभिक्रिया करके लवण बना सकता है। यह 270-280 एनएम तरंगदैर्ध्य वाले पराबैंगनी प्रकाश को अवशोषित कर सकता है। इसका गलनांक 130-131℃ है।

इसका मुख्य उपयोग पॉलिएस्टर, क्लोरिनेटेड पॉलिएस्टर, सेलुलोज एसीटेट, पॉलीविनाइल क्लोराइड, पॉलीस्टाइरीन, प्लेक्सीग्लास और पॉलीएक्रिलोनाइट्राइल जैसी रेजिन में किया जाता है। यह रंगीन उत्पादों की तुलना में पारदर्शी उत्पादों में बेहतर स्थिरता प्रदर्शित करता है। तैयार उत्पादों में इसकी मात्रा ≤0.5% है।

(2) 2-हाइड्रॉक्सी-4-मेथॉक्सीबेंज़ोफेनोन (यूवी-9)

हल्के पीले या सफेद रंग का क्रिस्टलीय पाउडर। घनत्व 1.324 ग्राम/सेमी³। गलनांक 62-66℃। क्वथनांक 150-160℃ (0.67 केपीए), 220℃ (2.4 केपीए)। एसीटोन, कीटोन, बेंजीन, मेथनॉल, एथिल एसीटेट, मेथिल एथिल कीटोन और इथेनॉल जैसे अधिकांश कार्बनिक विलायकों में घुलनशील; पानी में अघुलनशील। कुछ विलायकों में घुलनशीलता (ग्राम/100 ग्राम, 25℃) इस प्रकार है: बेंजीन 56.2, एन-हेक्सेन 4.3, इथेनॉल (95%) 5.8, कार्बन टेट्राक्लोराइड 34.5, स्टाइरीन 51.2, डीओपी 18.7।

पराबैंगनी किरणों के अवशोषक के रूप में, यह पॉलीविनाइल क्लोराइड, पॉलीविनाइलिडीन क्लोराइड, पॉलीमिथाइल मेथैक्रिलेट, असंतृप्त पॉलिएस्टर, एबीएस रेज़िन और सेल्युलोज रेज़िन जैसे विभिन्न प्लास्टिक के लिए उपयुक्त है। अधिकतम अवशोषण तरंगदैर्ध्य सीमा 280~340 एनएम है, और सामान्य मात्रा 0.1%~1.5% है। इसमें अच्छी तापीय स्थिरता है और यह 200℃ पर विघटित नहीं होता है। यह उत्पाद लगभग नगण्य दृश्य प्रकाश को अवशोषित करता है, जिससे यह हल्के रंग के, पारदर्शी उत्पादों के लिए उपयुक्त है। इसका उपयोग पेंट और सिंथेटिक रबर में भी किया जा सकता है।

(3) 2-हाइड्रॉक्सी-4-एन-ऑक्टाइलॉक्सीबेंजोफेनोन (यूवी-531)

हल्का पीला या सफेद क्रिस्टलीय पाउडर। घनत्व 1.160 ग्राम/सेमी³ (25℃)। गलनांक 48~49℃। एसीटोन, बेंजीन, इथेनॉल और आइसोप्रोपेनॉल में घुलनशील; डाइक्लोरोएथेन में थोड़ी घुलनशील; पानी में अघुलनशील। कुछ विलायकों में घुलनशीलता (ग्राम/100 ग्राम, 25℃) इस प्रकार है: एसीटोन 74, बेंजीन 72, मेथनॉल 2, इथेनॉल (95%) 2.6, एन-हेप्टेन 40, एन-हेक्सेन 40.1, पानी 0.5।

पराबैंगनी किरणों के अवशोषक के रूप में, यह 270-330 एनएम तरंगदैर्ध्य वाली पराबैंगनी किरणों को प्रबलता से अवशोषित करता है। इसका उपयोग विभिन्न प्रकार के प्लास्टिकों, विशेष रूप से पॉलीइथिलीन, पॉलीप्रोपाइलीन, पॉलीस्टाइरीन, एबीएस रेज़िन, पॉलीकार्बोनेट और पॉलीविनाइल क्लोराइड में किया जा सकता है। यह रेज़िन के साथ अच्छी तरह से संगत है और इसकी वाष्पशीलता कम है। सामान्य मात्रा 0.1% से 1% है। 4,4-थियोबिस(6-टर्ट-ब्यूटाइल-पी-क्रेसोल) की थोड़ी मात्रा के साथ उपयोग करने पर इसका अच्छा सहक्रियात्मक प्रभाव होता है। इस उत्पाद का उपयोग विभिन्न कोटिंग्स में प्रकाश स्टेबलाइज़र के रूप में भी किया जा सकता है।

(4) 2-(2′-हाइड्रॉक्सी-3′,5′-डाई-टर्ट-फेनिल)-5-क्लोरोबेंज़ोट्रियाज़ोल (UV-327) बेंज़ोट्रियाज़ोल UV-326 के समान गुणों और उपयोगों वाला एक UV अवशोषक है। यह 270~380nm तरंगदैर्ध्य वाले पराबैंगनी प्रकाश को प्रबलता से अवशोषित करता है, इसमें अच्छी रासायनिक स्थिरता और बहुत कम वाष्पशीलता होती है। यह पॉलीओलेफिन के साथ अच्छी अनुकूलता रखता है। यह विशेष रूप से पॉलीइथिलीन और पॉलीप्रोपाइलीन के लिए उपयुक्त है। इसके अतिरिक्त, इसका उपयोग पॉलीविनाइल क्लोराइड, पॉलीमेथिल मेथैक्रिलेट, पॉलीऑक्सीमेथिलीन, पॉलीयुरेथेन, असंतृप्त पॉलिएस्टर, एबीएस रेज़िन, एपॉक्सी रेज़िन, सेल्युलोज रेज़िन आदि में भी किया जा सकता है। इस उत्पाद में उत्कृष्ट ऊष्मा ऊर्ध्वपातन प्रतिरोध, धुलाई क्षमता, गैस फीकेपन प्रतिरोध और यांत्रिक गुणों का प्रतिधारण होता है। एंटीऑक्सीडेंट के साथ उपयोग करने पर इसका महत्वपूर्ण सहक्रियात्मक प्रभाव होता है। इसका उपयोग उत्पादों की ऊष्मा-ऑक्सीकरण स्थिरता को बेहतर बनाने के लिए किया जाता है।

(5) रिसोर्सिनॉल मोनोबेंजोएट एक सफेद क्रिस्टलीय पाउडर है। इसका गलनांक 132~135℃ है। इसका घनत्व 0.68 ग्राम/सेमी³ (20%) है। यह एसीटोन और इथेनॉल में घुलनशील है, जबकि बेंजीन, जल, एन-हेप्टेन आदि में थोड़ी घुलनशील है। पराबैंगनी प्रकाश स्टेबलाइजर के रूप में, इसका प्रदर्शन बेंजोफेनोन-आधारित प्रकाश स्टेबलाइजर के समान है। इसका उपयोग मुख्य रूप से पॉलीविनाइल क्लोराइड, सेल्युलोज रेजिन और पॉलीस्टाइरीन में किया जाता है, आमतौर पर 1% से 2% की मात्रा में।