א. מונחים והגדרות

אור השמש מכיל כמות גדולה של אור אולטרה סגול (UV), באורכי גל של כ-290-460 ננומטר, והוא מזיק לעצמים צבעוניים. אור UV מזיק זה גורם למולקולות צבע להתפרק ולדהו באמצעות תגובת חיזור כימית. שימוש בבולמי UV יכול למנוע או להפחית ביעילות את ההשפעות המזיקות של קרינת UV על עצמים מוגנים.

בולם UV הוא מייצב אור שבולט את החלק ה-UV של אור השמש ומקורות אור פלואורסצנטיים מבלי לעבור כל שינוי בעצמו. תחת אור שמש ופלואורסצנציה, פלסטיק ופולימרים אחרים עוברים תגובות חמצון עצמי עקב פעולת קרינת UV, מה שמוביל לפירוק והידרדרות של הפולימר, וכתוצאה מכך מראה ותכונות מכניות ירודים. הוספת בולמי UV בולעת באופן סלקטיבי את קרינת ה-UV בעלת האנרגיה הגבוהה הזו, וממירה אותה לאנרגיה מזיקה שמשתחררת או נצרכת. מכיוון שלפולימרים שונים יש אורכי גל UV שונים הגורמים לפירוק, בולמי UV שונים בולעים אורכי גל שונים של קרינת UV. לכן, יש לבחור את בולם ה-UV המתאים בהתבסס על סוג הפולימר בו נעשה שימוש.

II. סיווג ותפקודים של בולמי קרינה אולטרה סגולה

בולמי אולטרה סגול צריכים לעמוד בתנאים הבאים:

① הוא יכול לספוג בעוצמה קרניים אולטרה סגולות (במיוחד קרניים אולטרה סגולות באורכי גל של 290~400 ננומטר); ② יש לו יציבות תרמית טובה והוא לא ישתנה עקב חום אפילו במהלך העיבוד, עם תנודתיות תרמית נמוכה; ③ יש לו יציבות כימית טובה והוא לא יגיב לרעה עם רכיבי החומר במוצר; ④ יש לו יכולת ערבוב טובה וניתן לפזר אותו באופן שווה בחומר ללא פריחה או חלחול; ⑤ לחומר הסופג עצמו יש יציבות פוטוכימית טובה, אינו מתפרק ואינו משנה צבע; ⑥ הוא חסר צבע, לא רעיל וללא ריח; ⑦ ניתן לכביסה; ⑧ הוא זול וזמין בקלות.

בולמי UV של בנזוטריאזול הם כיום הסוג הנפוץ ביותר בסין, אך בולמי UV של טריאזין מציגים ביצועים טובים משמעותית מאשר בנזוטריאזולים. בולמי טריאזין בעלי תכונות ספיגת UV מצוינות, יחד עם יתרונות נוספים, מה שהופך אותם ליישום נרחב בפולימרים. הם מפגינים יציבות תרמית מצוינת, יציבות עיבוד טובה ועמידות בפני חומצות. ביישומים מעשיים, בולמי UV של טריאזין מציגים אפקט סינרגטי חזק עם מייצבי אור של אמין מעוכב; כאשר משתמשים בהם יחד, הם מניבים תוצאות טובות יותר מאשר כאשר משתמשים בהם בנפרד.

ג. מספר בולמי קרינה אולטרה סגולה נפוצים

(1) תוצרי התגובה של o-ניטרואנילין ו-p-קרסול

הוא מופיע כגבישים חסרי צבע או צהובים בהירים. הוא מסיס בממסים אורגניים רבים כמו בנזין, בנזן ואצטון. יש לו מסיסות נמוכה מאוד במים והוא אינו מתפרק על ידי אלקליות או חומצות מרוכזות. הוא יכול להגיב עם יוני מתכת כבדה ליצירת מלחים. הוא יכול לספוג אור אולטרה סגול באורכי גל של 270-280 ננומטר. נקודת ההיתוך שלו היא 130-131 ℃.

הוא משמש בעיקר בשרפים כגון פוליאסטר, פוליאסטר כלורי, תאית אצטט, פוליוויניל כלוריד, פוליסטירן, פרספקס ופוליאקרילוניטריל. הוא מפגין יציבות טובה יותר במוצרים שקופים מאשר במוצרים צבעוניים. המינון במוצרים מוגמרים הוא ≤0.5%.

(2) 2-הידרוקסי-4-מתוקסי-בנזופנון (UV-9)

אבקה גבישית צהובה בהירה או לבנה. צפיפות 1.324 גרם/סמ"ק. נקודת התכה 62-66℃. נקודת רתיחה 150-160℃ (0.67 kPa), 220℃ (2.4 kPa). מסיס ברוב הממסים האורגניים כגון אצטון, קטונים, בנזן, מתנול, אתיל אצטט, מתיל אתיל קטון ואתנול; בלתי מסיס במים. מסיסות (גרם/100 גרם, 25℃) בחלק מהממסים היא כדלקמן: בנזן 56.2, n-הקסאן 4.3, אתנול (95%) 5.8, פחמן טטרכלוריד 34.5, סטירן 51.2, DOP 18.7.

כבולם UV, הוא מתאים למגוון סוגי פלסטיק כגון פוליוויניל כלוריד, פוליווינילידן כלוריד, פולימתיל מתאקרילט, פוליאסטר בלתי רווי, שרף ABS ושרף תאית. טווח אורך הגל המרבי של הקליטה הוא 280~340 ננומטר, והמינון הטיפוסי הוא 0.1%~1.5%. יש לו יציבות תרמית טובה והוא אינו מתפרק ב-200 מעלות צלזיוס. מוצר זה כמעט ואינו סופג אור נראה, מה שהופך אותו למתאים למוצרים שקופים בצבעים בהירים. ניתן להשתמש בו גם בצבעים ובגומי סינתטי.

(3) 2-הידרוקסי-4-n-אוקטילוקסיבנזופנון (UV-531)

אבקה גבישית צהובה בהירה או לבנה. צפיפות 1.160 גרם/סמ"ק (25℃). נקודת התכה 48~49℃. מסיס באצטון, בנזן, אתנול ואיזופרופנול; מסיס במקצת בדיקלורואתאן; לא מסיס במים. מסיסות (גרם/100 גרם, 25℃) בממסים מסוימים היא: אצטון 74, בנזן 72, מתנול 2, אתנול (95%) 2.6, n-הפטאן 40, n-הקסאן 40.1, מים 0.5.

כסופג UV, הוא סופג בעוצמה אור אולטרה סגול באורכי גל של 270-330 ננומטר. ניתן להשתמש בו במגוון סוגי פלסטיק, במיוחד פוליאתילן, פוליפרופילן, פוליסטירן, שרף ABS, פוליקרבונט ופוליוויניל כלוריד. יש לו תאימות טובה עם שרפים ותנודתיות נמוכה. המינון האופייני הוא 0.1% עד 1%. יש לו אפקט סינרגטי טוב כאשר משתמשים בו עם כמות קטנה של 4,4-תיוביס(6-טרט-בוטיל-p-קרסול). ניתן להשתמש במוצר זה גם כמייצב אור בציפויים שונים.

(4) 2-(2′-הידרוקסי-3′,5′-די-טרט-פניל)-5-כלורובנזוטריאזול (UV-327) הוא סופג UV בעל תכונות ושימושים דומים לבנזוטריאזול UV-326. הוא סופג בעוצמה אור אולטרה סגול באורכי גל של 270~380 ננומטר, בעל יציבות כימית טובה ותנודתיות נמוכה מאוד. יש לו תאימות טובה עם פוליאולפינים. הוא מתאים במיוחד לפוליאתילן ופוליפרופילן. בנוסף, ניתן להשתמש בו גם בפוליוויניל כלוריד, פולימתיל מתאקרילט, פוליאוקסימתילן, פוליאוריטן, פוליאסטר בלתי רווי, שרף ABS, שרף אפוקסי, שרף תאית וכו'. למוצר זה עמידות מצוינת לסובלימציה בחום, רחיצנות, עמידות לדהיית גז ושימור תכונות מכניות. יש לו אפקט סינרגטי משמעותי כאשר משתמשים בו עם נוגדי חמצון. הוא משמש לשיפור היציבות התרמו-חמצונית של מוצרים.

(5) רזורצינול מונובנזואט הוא אבקה גבישית לבנה. נקודת התכה 132~135℃. צפיפות נפח 0.68 גרם/סמ"ק (20%). מסיס באצטון ובאתנול, מסיס במקצת בבנזן, מים, n-הפטן וכו'. כמייצב אור UV, ביצועיו דומים לאלה של מייצבי אור מבוססי בנזופנון. הוא משמש בעיקר בפוליוויניל כלוריד, שרף תאית ופוליסטירן, בדרך כלל במינון של 1% עד 2%.