I. संज्ञा आणि व्याख्या

सूर्यप्रकाशात मोठ्या प्रमाणात अतिनील (UV) किरणे असतात, ज्यांची तरंगलांबी अंदाजे २९०-४६० नॅनोमीटर असते आणि ती रंगीत वस्तूंसाठी हानिकारक असतात. या हानिकारक अतिनील किरणांमुळे रासायनिक रेडॉक्स अभिक्रियेद्वारे रंगाचे रेणू विघटित होऊन रंग फिका पडतो. अतिनील शोषकांचा वापर केल्याने संरक्षित वस्तूंवरील अतिनील किरणांचे हानिकारक परिणाम प्रभावीपणे टाळता येतात किंवा कमी करता येतात.

यूव्ही शोषक (UV absorber) हा एक प्रकाश स्थिरक आहे जो स्वतःमध्ये कोणताही बदल न होता सूर्यप्रकाश आणि प्रतिदीप्त प्रकाश स्रोतांमधील यूव्ही (UV) भाग शोषून घेतो. सूर्यप्रकाश आणि प्रतिदीप्तीखाली, यूव्ही किरणांच्या क्रियेमुळे प्लॅस्टिक आणि इतर पॉलिमरमध्ये स्व-ऑक्सिडीकरण (auto-oxidation) प्रतिक्रिया होतात, ज्यामुळे पॉलिमरचे विघटन आणि ऱ्हास होतो, परिणामी त्याचे स्वरूप आणि यांत्रिक गुणधर्म खराब होतात. यूव्ही शोषक जोडल्याने हे उच्च-ऊर्जा यूव्ही किरण निवडकपणे शोषले जातात आणि त्याचे निरुपद्रवी ऊर्जेमध्ये रूपांतर होते, जी मुक्त केली जाते किंवा वापरली जाते. वेगवेगळ्या पॉलिमरमध्ये विघटनास कारणीभूत ठरणारी यूव्ही तरंगलांबी वेगवेगळी असल्यामुळे, वेगवेगळे यूव्ही शोषक यूव्ही किरणांची वेगवेगळी तरंगलांबी शोषून घेतात. म्हणून, वापरल्या जाणाऱ्या पॉलिमरच्या प्रकारानुसार योग्य यूव्ही शोषकाची निवड केली पाहिजे.

II. अतिनील शोषकांचे वर्गीकरण आणि कार्ये

अतिनील शोषकांनी खालील अटींची पूर्तता केली पाहिजे:

① ते अतिनील किरणे (विशेषतः २९०~४००nm तरंगलांबीची अतिनील किरणे) तीव्रतेने शोषून घेऊ शकते; ② त्यात चांगली औष्णिक स्थिरता आहे आणि प्रक्रियेदरम्यानही उष्णतेमुळे त्यात बदल होत नाही, तसेच त्याची औष्णिक बाष्पशीलता कमी असते; ③ त्यात चांगली रासायनिक स्थिरता आहे आणि उत्पादनातील भौतिक घटकांशी त्याची कोणतीही प्रतिकूल प्रतिक्रिया होत नाही; ④ त्यात चांगली मिसळण्याची क्षमता आहे आणि ते पदार्थात पसरल्याशिवाय किंवा झिरपल्याशिवाय समान रीतीने विखुरले जाऊ शकते; ⑤ शोषक पदार्थात स्वतःची चांगली प्रकाश-रासायनिक स्थिरता असते, त्याचे विघटन होत नाही आणि त्याचा रंग बदलत नाही; ⑥ ते रंगहीन, बिनविषारी आणि गंधहीन आहे; ⑦ ते धुण्यायोग्य आहे; ⑧ ते स्वस्त आणि सहज उपलब्ध आहे.

सध्या चीनमध्ये बेंझोट्रायझोल यूव्ही शोषक हा सर्वाधिक वापरला जाणारा प्रकार आहे, परंतु ट्रायझिन यूव्ही शोषक बेंझोट्रायझोलपेक्षा लक्षणीयरीत्या चांगली कामगिरी दाखवतात. ट्रायझिन शोषकांमध्ये उत्कृष्ट यूव्ही शोषण गुणधर्म आणि इतर फायदे आहेत, ज्यामुळे ते पॉलिमरमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. ते उत्कृष्ट औष्णिक स्थिरता, चांगली प्रक्रिया स्थिरता आणि आम्ल प्रतिरोधकता दर्शवतात. व्यावहारिक उपयोगांमध्ये, ट्रायझिन यूव्ही शोषक हे हिंडर्ड अमाइन लाईट स्टेबिलायझर्ससोबत एक मजबूत सहक्रियात्मक परिणाम दाखवतात; जेव्हा ते एकत्र वापरले जातात, तेव्हा ते स्वतंत्रपणे वापरण्यापेक्षा चांगले परिणाम देतात.

III. काही सामान्य अतिनील शोषक

(1) ओ-नायट्रोॲनिलीन आणि पी-क्रेसॉल यांच्या अभिक्रियेतील उत्पादने

ते रंगहीन किंवा फिकट पिवळ्या स्फटिकांच्या स्वरूपात आढळते. ते गॅसोलीन, बेंझिन आणि ॲसिटोन यांसारख्या अनेक सेंद्रिय द्रावकांमध्ये विरघळते. त्याची पाण्यात विद्राव्यता खूप कमी असते आणि तीव्र आम्ल किंवा अल्कलींमुळे त्याचे विघटन होत नाही. ते जड धातूंच्या आयनांसोबत अभिक्रिया करून क्षार तयार करू शकते. ते २७०-२८० नॅनोमीटर तरंगलांबीचा अतिनील प्रकाश शोषून घेऊ शकते. त्याचा वितळणांक १३०-१३१°C असतो.

याचा वापर प्रामुख्याने पॉलिस्टर, क्लोरिनेटेड पॉलिस्टर, सेल्युलोज ॲसिटेट, पॉलिव्हिनिल क्लोराइड, पॉलिस्टीरिन, प्लेक्सीग्लास आणि पॉलिॲक्रिलोनायट्रिल यांसारख्या रेझिन्समध्ये केला जातो. हे रंगीत उत्पादनांपेक्षा पारदर्शक उत्पादनांमध्ये अधिक चांगली स्थिरता दर्शवते. तयार उत्पादनांमधील याचे प्रमाण ≤०.५% असते.

(2) 2-हायड्रॉक्सी-4-मेथॉक्सीबेंझोफेनोन (UV-9)

फिकट पिवळी किंवा पांढरी स्फटिकमय पावडर. घनता १.३२४ ग्रॅम/सेमी³. वितळणबिंदू ६२-६६℃. उकळणबिंदू १५०-१६०℃ (०.६७ किलोपास्कल), २२०℃ (२.४ किलोपास्कल). ॲसिटोन, कीटोन्स, बेंझिन, मिथेनॉल, इथाइल ॲसिटेट, मिथाइल इथाइल कीटोन आणि इथेनॉल यांसारख्या बहुतेक सेंद्रिय द्रावकांमध्ये विद्राव्य; पाण्यात अविद्राव्य. काही द्रावकांमधील विद्राव्यता (ग्रॅम/१०० ग्रॅम, २५℃) खालीलप्रमाणे आहे: बेंझिन ५६.२, एन-हेक्झेन ४.३, इथेनॉल (९५%) ५.८, कार्बन टेट्राक्लोराइड ३४.५, स्टायरीन ५१.२, डीओपी १८.७.

अतिनील किरण शोषक म्हणून, हे पॉलिव्हिनिल क्लोराइड, पॉलिव्हिनिलिडीन क्लोराइड, पॉलिमिथाइल मेथॅक्रिलेट, असंतृप्त पॉलिस्टर, एबीएस रेझिन आणि सेल्युलोज रेझिन यांसारख्या विविध प्लॅस्टिकसाठी उपयुक्त आहे. कमाल शोषण तरंगलांबीची श्रेणी २८०~३४०nm आहे आणि सामान्य प्रमाण ०.१%~१.५% आहे. यात चांगली औष्णिक स्थिरता आहे आणि २००℃ तापमानात त्याचे विघटन होत नाही. हे उत्पादन जवळजवळ कोणताही दृश्य प्रकाश शोषत नाही, ज्यामुळे ते फिकट रंगाच्या, पारदर्शक उत्पादनांसाठी योग्य ठरते. याचा वापर रंग आणि कृत्रिम रबरमध्ये देखील केला जाऊ शकतो.

(3) 2-हायड्रॉक्सी-4-एन-ऑक्टिलॉक्सीबेंझोफेनोन (UV-531)

फिकट पिवळी किंवा पांढरी स्फटिकमय पावडर. घनता १.१६० ग्रॅम/सेमी³ (२५℃). वितळणबिंदू ४८~४९℃. ॲसिटोन, बेंझिन, इथेनॉल आणि आयसोप्रोपेनॉलमध्ये विद्राव्य; डायक्लोरोइथेनमध्ये किंचित विद्राव्य; पाण्यात अविद्राव्य. काही द्रावकांमधील विद्राव्यता (ग्रॅम/१०० ग्रॅम, २५℃) अशी आहे: ॲसिटोन ७४, बेंझिन ७२, मिथेनॉल २, इथेनॉल (९५%) २.६, एन-हेप्टेन ४०, एन-हेक्झेन ४०.१, पाणी ०.५.

एक UV शोषक म्हणून, ते २७०-३३० nm तरंगलांबीचा अतिनील प्रकाश तीव्रतेने शोषून घेते. याचा उपयोग विविध प्लॅस्टिक्समध्ये, विशेषतः पॉलिथिलीन, पॉलिप्रोपिलीन, पॉलिस्टायरीन, ABS रेझिन, पॉलिकार्बोनेट आणि पॉलिव्हिनिल क्लोराइडमध्ये केला जाऊ शकतो. याची रेझिन्ससोबत चांगली सुसंगतता असून बाष्पशीलता कमी आहे. याचे सामान्य प्रमाण ०.१% ते १% असते. ४,४-थायोबिस(६-टर्ट-ब्युटिल-पी-क्रेसोल) च्या अल्प प्रमाणासोबत वापरल्यास याचा चांगला सहक्रियात्मक परिणाम दिसून येतो. या उत्पादनाचा उपयोग विविध कोटिंग्जमध्ये प्रकाश स्थिरक (light stabilizer) म्हणूनही केला जाऊ शकतो.

(4) 2-(2′-हायड्रॉक्सी-3′,5′-डाय-टर्ट-फिनाइल)-5-क्लोरोबेंझोट्रायझोल (UV-327) हे बेंझोट्रायझोल UV-326 सारखेच गुणधर्म आणि उपयोग असलेले एक UV शोषक आहे. ते 270~380nm तरंगलांबीचा अतिनील प्रकाश तीव्रतेने शोषून घेते, त्यात चांगली रासायनिक स्थिरता आहे आणि ते अत्यंत कमी बाष्पशील आहे. त्याची पॉलिओलेफिन्ससोबत चांगली सुसंगतता आहे. ते विशेषतः पॉलिथिलीन आणि पॉलिप्रोपिलीनसाठी योग्य आहे. याव्यतिरिक्त, त्याचा उपयोग पॉलिव्हिनाइल क्लोराइड, पॉलिमिथाइल मेथॅक्रिलेट, पॉलिऑक्सिमेथिलीन, पॉलियुरेथेन, असंतृप्त पॉलिस्टर, ABS रेझिन, इपॉक्सी रेझिन, सेल्युलोज रेझिन इत्यादींमध्ये देखील केला जाऊ शकतो. या उत्पादनात उत्कृष्ट उष्णता ऊर्ध्वपातन प्रतिरोध, धुण्यायोग्यता, वायूमुळे रंग फिका न होण्याचा प्रतिरोध आणि यांत्रिक गुणधर्म टिकवून ठेवण्याची क्षमता आहे. अँटिऑक्सिडंट्ससोबत वापरल्यास त्याचा लक्षणीय सहक्रियात्मक परिणाम दिसून येतो. उत्पादनांची औष्णिक-ऑक्सिडेशन स्थिरता सुधारण्यासाठी याचा उपयोग केला जातो.

(5) रिसोर्सिनॉल मोनोबेंझोएट ही एक पांढरी स्फटिकमय पावडर आहे. वितळणबिंदू १३२~१३५℃. स्थूल घनता ०.६८ ग्रॅम/सेमी³ (२०%). ॲसिटोन आणि इथेनॉलमध्ये विद्राव्य, बेंझिन, पाणी, एन-हेप्टेन इत्यादींमध्ये किंचित विद्राव्य. अतिनील प्रकाश स्थिरक म्हणून, त्याची कार्यक्षमता बेंझोफेनोन-आधारित प्रकाश स्थिरकांसारखीच आहे. याचा वापर प्रामुख्याने पॉलिव्हिनिल क्लोराइड, सेल्युलोज रेझिन आणि पॉलिस्टायरीनमध्ये, साधारणपणे १% ते २% या मात्रेत केला जातो.