I. Terminai ir apibrėžimai

Saulės šviesoje yra daug ultravioletinių (UV) spindulių, kurių bangos ilgis yra maždaug 290–460 nm, kurie kenkia spalvotiems objektams. Dėl šių kenksmingų UV spindulių spalvų molekulės skaidosi ir blunka dėl cheminės redokso reakcijos. Naudojant UV spindulius absorbuojančius elementus galima veiksmingai užkirsti kelią žalingam UV spinduliuotės poveikiui saugomiems objektams arba jį sumažinti.

UV absorberis yra šviesos stabilizatorius, kuris sugeria saulės šviesos ir fluorescencinių šviesos šaltinių UV spindulius, pats nepatirdamas jokių pokyčių. Saulės šviesos ir fluorescencijos veikiami plastikai ir kiti polimerai dėl UV spinduliuotės patiria autooksidacijos reakcijas, dėl kurių polimeras degraduoja ir blogėja, dėl to pablogėja jo išvaizda ir mechaninės savybės. Pridėjus UV absorberių, šie selektyviai sugeria šią didelės energijos UV spinduliuotę, paversdami ją nekenksminga energija, kuri išsiskiria arba sunaudojama. Kadangi skirtingi polimerai turi skirtingus UV bangos ilgius, kurie sukelia degradaciją, skirtingi UV absorberiai sugeria skirtingus UV spinduliuotės bangos ilgius. Todėl tinkamą UV absorberį reikia pasirinkti atsižvelgiant į naudojamo polimero tipą.

II. Ultravioletinių spindulių absorbiklių klasifikacija ir funkcijos

Ultravioletinių spindulių absorbentai turi atitikti šias sąlygas:

① Jis gali stipriai sugerti ultravioletinius spindulius (ypač ultravioletinius spindulius, kurių bangos ilgis yra 290–400 nm); ② Jis pasižymi geru terminiu stabilumu ir net apdorojimo metu nekinta dėl karščio, pasižymi mažu terminiu lakumu; ③ Jis pasižymi geru cheminiu stabilumu ir neigiamai nereaguoja su gaminio medžiagos komponentais; ④ Jis gerai maišosi ir gali būti tolygiai disperguojamas medžiagoje be žydėjimo ar prasiskverbimo; ⑤ Pats absorbentas pasižymi geru fotocheminiu stabilumu, neskyla ir nekeičia spalvos; ⑥ Jis yra bespalvis, netoksiškas ir bekvapis; ⑦ Jį galima plauti; ⑧ Jis yra nebrangus ir lengvai prieinamas.

Šiuo metu Kinijoje plačiausiai naudojami benzotriazolo UV absorberiai, tačiau triazino UV absorberiai pasižymi žymiai geresnėmis savybėmis nei benzotriazolai. Triazino absorberiai pasižymi puikiomis UV sugerties savybėmis ir kitais privalumais, todėl juos plačiai galima naudoti polimeruose. Jie pasižymi puikiu terminiu stabilumu, geru apdorojimo stabilumu ir atsparumu rūgštims. Praktiškai triazino UV absorberiai pasižymi stipriu sinergetiniu poveikiu su stabdytų aminų šviesos stabilizatoriais; naudojami kartu, jie duoda geresnių rezultatų nei naudojami atskirai.

III. Keletas įprastų ultravioletinių spindulių absorbentų

(1) o-nitroanilino ir p-krezolio reakcijos produktai

Jis atrodo kaip bespalviai arba šviesiai geltoni kristalai. Jis tirpsta daugelyje organinių tirpiklių, tokių kaip benzinas, benzenas ir acetonas. Jis labai mažai tirpsta vandenyje ir neskaidomas koncentruotų šarmų ar rūgščių. Jis gali reaguoti su sunkiųjų metalų jonais ir sudaryti druskas. Jis gali absorbuoti ultravioletinius spindulius, kurių bangos ilgis yra 270–280 nm. Jo lydymosi temperatūra yra 130–131 ℃.

Jis daugiausia naudojamas dervose, tokiose kaip poliesteris, chlorintas poliesteris, celiuliozės acetatas, polivinilchloridas, polistirenas, pleksiglasas ir poliakrilonitrilas. Skaidriuose gaminiuose jis pasižymi geresniu stabilumu nei spalvotuose gaminiuose. Gatavuose gaminiuose jo kiekis yra ≤0,5 %.

(2) 2-hidroksi-4-metoksibenzofenonas (UV-9)

Šviesiai geltoni arba balti kristaliniai milteliai. Tankis 1,324 g/cm³. Lydymosi temperatūra 62–66 ℃. Virimo temperatūra 150–160 ℃ (0,67 kPa), 220 ℃ (2,4 kPa). Tirpsta daugumoje organinių tirpiklių, tokių kaip acetonas, ketonai, benzenas, metanolis, etilo acetatas, metiletilketonas ir etanolis; netirpsta vandenyje. Tirpumas (g/100 g, 25 ℃) kai kuriuose tirpikliuose yra toks: benzenas 56,2, n-heksanas 4,3, etanolis (95 %) 5,8, anglies tetrachloridas 34,5, stirenas 51,2, DOP 18,7.

Kaip UV spindulių absorberis, jis tinka įvairiems plastikams, tokiems kaip polivinilchloridas, polivinilidenchloridas, polimetilmetakrilatas, nesotusis poliesteris, ABS derva ir celiuliozės derva. Didžiausias absorbcijos bangos ilgis yra 280–340 nm, o tipinė dozė yra 0,1–1,5 %. Jis pasižymi geru terminiu stabilumu ir neskyla esant 200 ℃ temperatūrai. Šis produktas beveik nesugeria matomos šviesos, todėl tinka šviesių spalvų, skaidriems gaminiams. Jis taip pat gali būti naudojamas dažuose ir sintetiniame kaučiuke.

(3) 2-hidroksi-4-n-oktiloksibenzofenonas (UV-531)

Šviesiai geltoni arba balti kristaliniai milteliai. Tankis 1,160 g/cm³ (25 ℃). Lydymosi temperatūra 48–49 ℃. Tirpsta acetone, benzene, etanolyje ir izopropanolyje; šiek tiek tirpsta dichloretane; netirpsta vandenyje. Tirpumas (g/100 g, 25 ℃) kai kuriuose tirpikliuose: acetone 74, benzene 72, metanolyje 2, etanolyje (95 %) 2,6, n-heptane 40, n-heksane 40,1, vandenyje 0,5.

Kaip UV absorberis, jis stipriai sugeria ultravioletinę šviesą, kurios bangos ilgis yra 270–330 nm. Jis gali būti naudojamas įvairiuose plastikuose, ypač polietilene, polipropilene, polistirene, ABS dervoje, polikarbonate ir polivinilchloride. Jis gerai suderinamas su dervomis ir yra mažai lakus. Įprasta dozė yra nuo 0,1 % iki 1 %. Jis turi gerą sinergetinį poveikį, kai naudojamas su nedideliu kiekiu 4,4-tiobis(6-tert-butil-p-krezolio). Šis produktas taip pat gali būti naudojamas kaip šviesos stabilizatorius įvairiose dangose.

(4) 2-(2′-hidroksi-3′,5′-di-tert-fenil)-5-chlorbenzotriazolas (UV-327) yra UV spindulių absorberis, turintis panašių savybių ir panaudojimo būdų kaip ir benzotriazolas UV-326. Jis stipriai sugeria ultravioletinius spindulius, kurių bangos ilgis yra 270–380 nm, pasižymi geru cheminiu stabilumu ir labai mažu lakumu. Jis gerai suderinamas su poliolefinais. Jis ypač tinka polietilenui ir polipropilenui. Be to, jį taip pat galima naudoti polivinilchloride, polimetilmetakrilate, polioksimetilene, poliuretane, nesotajame poliesteryje, ABS dervoje, epoksidinėje dervoje, celiuliozės dervoje ir kt. Šis produktas pasižymi puikiu atsparumu karščio sublimacijai, plovimui, dujų blukimui ir mechaninių savybių išlaikymui. Naudojant su antioksidantais, jis turi didelį sinergetinį poveikį. Jis naudojamas produktų termooksidaciniam stabilumui pagerinti.

(5) Rezorcinolio monobenzoatas yra balti kristaliniai milteliai. Lydymosi temperatūra 132–135 ℃. Tūrinis tankis 0,68 g/cm³ (20 %). Tirpsta acetone ir etanolyje, šiek tiek tirpsta benzene, vandenyje, n-heptane ir kt. Kaip UV spindulių stabilizatorius, jo veikimas panašus į benzofenono pagrindu pagamintų šviesos stabilizatorių. Jis daugiausia naudojamas polivinilchloride, celiuliozės dervoje ir polistirene, paprastai 1–2 % doze.