I. Termini un definīcijas

Saules gaismā ir liels daudzums ultravioletā (UV) starojuma ar viļņu garumu aptuveni 290–460 nm, kas ir kaitīgs krāsainiem objektiem. Šī kaitīgā UV gaisma izraisa krāsu molekulu sadalīšanos un izbalēšanu, izmantojot ķīmisku redoksreakcijas procesu. UV absorbētāju izmantošana var efektīvi novērst vai samazināt UV starojuma kaitīgo ietekmi uz aizsargātiem objektiem.

UV absorbētājs ir gaismas stabilizators, kas absorbē saules gaismas un dienasgaismas gaismas avotu UV daļu, pats nemainoties. Saules gaismas un fluorescences ietekmē plastmasa un citi polimēri UV starojuma ietekmē pakļaujas autooksidācijas reakcijām, kas noved pie polimēra degradācijas un bojāšanās, kā rezultātā pasliktinās tā izskats un mehāniskās īpašības. UV absorbētāju pievienošana selektīvi absorbē šo augstas enerģijas UV starojumu, pārvēršot to nekaitīgā enerģijā, kas tiek atbrīvota vai patērēta. Tā kā dažādiem polimēriem ir atšķirīgi UV viļņu garumi, kas izraisa degradāciju, dažādi UV absorbētāji absorbē dažādus UV starojuma viļņu garumus. Tāpēc atbilstošais UV absorbētājs jāizvēlas, pamatojoties uz izmantotā polimēra veidu.

II. Ultravioletā starojuma absorbētāju klasifikācija un funkcijas

Ultravioletā starojuma absorbētājiem jāatbilst šādiem nosacījumiem:

① Tas var spēcīgi absorbēt ultravioletos starus (īpaši ultravioletos starus ar viļņu garumu 290–400 nm); ② Tam ir laba termiskā stabilitāte un tas nemainās karstuma ietekmē pat apstrādes laikā, ar zemu termisko gaistamību; ③ Tam ​​ir laba ķīmiskā stabilitāte un tas negatīvi nereaģē ar produkta materiāla sastāvdaļām; ④ Tam ir laba šķīdība un to var vienmērīgi izkliedēt materiālā bez ziedēšanas vai sūcēšanās; ⑤ Pašam absorbentam ir laba fotoķīmiskā stabilitāte, tas nesadalās un nemaina krāsu; ⑥ Tas ir bezkrāsains, netoksisks un bez smaržas; ⑦ Tas ir mazgājams; ⑧ Tas ir lēts un viegli pieejams.

Benzotriazola UV absorbētāji pašlaik ir visplašāk izmantotais veids Ķīnā, taču triazīna UV absorbētāji uzrāda ievērojami labākus rezultātus nekā benzotriazoli. Triazīna absorbētājiem piemīt lieliskas UV absorbcijas īpašības, kā arī citas priekšrocības, kas padara tos plaši pielietojamus polimēros. Tiem piemīt lieliska termiskā stabilitāte, laba apstrādes stabilitāte un izturība pret skābēm. Praktiskā pielietojumā triazīna UV absorbētāji uzrāda spēcīgu sinerģisku efektu ar kavētu amīnu gaismas stabilizatoriem; lietojot kopā, tie dod labākus rezultātus nekā lietojot atsevišķi.

III. Vairāki izplatīti ultravioletā starojuma absorbētāji

(1) o-nitroanilīna un p-krezola reakcijas produkti

Tas izskatās kā bezkrāsaini vai gaiši dzelteni kristāli. Tas šķīst daudzos organiskos šķīdinātājos, piemēram, benzīnā, benzolā un acetonā. Tam ir ļoti zema šķīdība ūdenī, un to nesadala koncentrēti sārmi vai skābes. Tas var reaģēt ar smago metālu joniem, veidojot sāļus. Tas var absorbēt ultravioleto gaismu ar viļņu garumu 270–280 nm. Tā kušanas temperatūra ir 130–131 ℃.

To galvenokārt izmanto sveķos, piemēram, poliesterā, hlorētā poliesterā, celulozes acetātā, polivinilhlorīdā, polistirolā, pleksiglasā un poliakrilonitrilā. Caurspīdīgos produktos tam ir labāka stabilitāte nekā krāsainos produktos. Gatavos produktos deva ir ≤0,5%.

(2) 2-Hidroksi-4-metoksibenzofenons (UV-9)

Gaiši dzeltens vai balts kristālisks pulveris. Blīvums 1,324 g/cm³. Kušanas temperatūra 62–66 °C. Viršanas temperatūra 150–160 °C (0,67 kPa), 220 °C (2,4 kPa). Šķīst vairumā organisko šķīdinātāju, piemēram, acetonā, ketonos, benzolā, metanolā, etilacetātā, metiletilketonā un etanolā; nešķīst ūdenī. Šķīdība (g/100 g, 25 °C) dažos šķīdinātājos ir šāda: benzolā 56,2, n-heksānā 4,3, etanolā (95%) 5,8, tetrahloroglē 34,5, stirolā 51,2, DOP 18,7.

Kā UV absorbētājs tas ir piemērots dažādām plastmasām, piemēram, polivinilhlorīdam, polivinilidēnhlorīdam, polimetilmetakrilātam, nepiesātinātajam poliesterim, ABS sveķiem un celulozes sveķiem. Maksimālais absorbcijas viļņa garums ir 280–340 nm, un tipiskā deva ir 0,1–1,5 %. Tam ir laba termiskā stabilitāte un tas nesadalās 200 ℃ temperatūrā. Šis produkts gandrīz nemaz neabsorbē redzamo gaismu, padarot to piemērotu gaišas krāsas, caurspīdīgiem izstrādājumiem. To var izmantot arī krāsās un sintētiskajā kaučukā.

(3) 2-Hidroksi-4-n-oktiloksibenzofenons (UV-531)

Gaiši dzeltens vai balts kristālisks pulveris. Blīvums 1,160 g/cm³ (25 ℃). Kušanas temperatūra 48–49 ℃. Šķīst acetonā, benzolā, etanolā un izopropanolā; nedaudz šķīst dihloretānā; nešķīst ūdenī. Šķīdība (g/100 g, 25 ℃) dažos šķīdinātājos ir: acetons 74, benzols 72, metanols 2, etanols (95 %) 2,6, n-heptāns 40, n-heksāns 40,1, ūdens 0,5.

Kā UV absorbētājs tas spēcīgi absorbē ultravioleto gaismu ar viļņu garumu 270–330 nm. To var izmantot dažādās plastmasās, īpaši polietilēnā, polipropilēnā, polistirolā, ABS sveķos, polikarbonātā un polivinilhlorīdā. Tam ir laba saderība ar sveķiem un zema gaistamība. Tipiskā deva ir no 0,1% līdz 1%. Tam ir laba sinerģiska iedarbība, lietojot to kopā ar nelielu daudzumu 4,4-tiobis(6-terc-butil-p-krezola). Šo produktu var izmantot arī kā gaismas stabilizatoru dažādos pārklājumos.

(4) 2-(2′-hidroksi-3′,5′-di-terc-fenil)-5-hlorbenzotriazols (UV-327) ir UV absorbētājs ar līdzīgām īpašībām un pielietojumu kā benzotriazols UV-326. Tas spēcīgi absorbē ultravioleto gaismu ar viļņu garumu 270–380 nm, tam ir laba ķīmiskā stabilitāte un ļoti zema gaistamība. Tam ir laba saderība ar poliolefīniem. Tas ir īpaši piemērots polietilēnam un polipropilēnam. Turklāt to var izmantot arī polivinilhlorīdā, polimetilmetakrilātā, polioksimetilēnā, poliuretānā, nepiesātinātajā poliesterā, ABS sveķos, epoksīdsveķos, celulozes sveķos utt. Šim produktam ir lieliska izturība pret termisko sublimāciju, mazgājamība, izturība pret gāzes izbalēšanu un mehānisko īpašību saglabāšana. Lietojot kopā ar antioksidantiem, tam ir ievērojama sinerģiska iedarbība. To izmanto, lai uzlabotu produktu termooksidatīvo stabilitāti.

(5) Rezorcīna monobenzoāts ir balts kristālisks pulveris. Kušanas temperatūra 132–135 ℃. Tilpuma blīvums 0,68 g/cm³ (20 %). Šķīst acetonā un etanolā, nedaudz šķīst benzolā, ūdenī, n-heptānā utt. Kā UV gaismas stabilizators tā darbība ir līdzīga benzofenona bāzes gaismas stabilizatoriem. To galvenokārt izmanto polivinilhlorīdā, celulozes sveķos un polistirolā, parasti 1–2 % devā.