I. Begreper og definisjoner

Sollys inneholder en stor mengde ultrafiolett (UV) lys, med bølgelengder på omtrent 290–460 nm, som er skadelig for fargede gjenstander. Dette skadelige UV-lyset får fargemolekyler til å brytes ned og falme gjennom en kjemisk redoksreaksjon. Bruk av UV-absorbenter kan effektivt forhindre eller redusere de skadelige effektene av UV-stråling på beskyttede gjenstander.

En UV-absorber er en lysstabilisator som absorberer UV-delen av sollys og fluorescerende lyskilder uten å gjennomgå noen forandring selv. Under sollys og fluorescens gjennomgår plast og andre polymerer autooksidasjonsreaksjoner på grunn av UV-stråling, noe som fører til nedbrytning og forringelse av polymerer, noe som resulterer i dårlig utseende og mekaniske egenskaper. Tilsetning av UV-absorbere absorberer selektivt denne høyenergiske UV-strålingen og omdanner den til ufarlig energi som frigjøres eller forbrukes. Siden forskjellige polymerer har forskjellige UV-bølgelengder som forårsaker nedbrytning, absorberer forskjellige UV-absorbere forskjellige bølgelengder av UV-stråling. Derfor bør riktig UV-absorber velges basert på typen polymer som brukes.

II. Klassifisering og funksjoner av ultrafiolette absorbenter

Ultrafiolette absorbenter bør oppfylle følgende betingelser:

① Den kan absorbere ultrafiolette stråler sterkt (spesielt ultrafiolette stråler med bølgelengder på 290~400 nm); ② Den har god termisk stabilitet og vil ikke endre seg på grunn av varme selv under bearbeiding, med lav termisk flyktighet; ③ Den har god kjemisk stabilitet og vil ikke reagere negativt med materialkomponentene i produktet; ④ Den har god blandbarhet og kan fordeles jevnt i materialet uten å blomstre eller sive ut; ⑤ Selve absorbenten har god fotokjemisk stabilitet, dekomponerer ikke og endrer ikke farge; ⑥ Den er fargeløs, giftfri og luktfri; ⑦ Den er vaskbar; ⑧ Den er billig og lett tilgjengelig.

Benzotriazol UV-absorbere er for tiden den mest brukte typen i Kina, men triazin UV-absorbere viser betydelig bedre ytelse enn benzotriazoler. Triazin-absorbere har utmerkede UV-absorpsjonsegenskaper, sammen med andre fordeler, noe som gjør dem bredt anvendelige i polymerer. De viser utmerket termisk stabilitet, god prosesseringsstabilitet og syrebestandighet. I praktiske anvendelser viser triazin UV-absorbere en sterk synergistisk effekt med lysstabilisatorer av hindrede aminer; når de brukes sammen, gir de bedre resultater enn når de brukes individuelt.

III. Flere vanlige ultrafiolette absorbentere

(1) Reaksjonsproduktene av o-nitroanilin og p-kresol

Den fremstår som fargeløse eller blekgule krystaller. Den er løselig i mange organiske løsemidler som bensin, benzen og aceton. Den har svært lav løselighet i vann og dekomponeres ikke av konsentrerte alkalier eller syrer. Den kan reagere med tungmetallioner for å danne salter. Den kan absorbere ultrafiolett lys med bølgelengder på 270–280 nm. Smeltepunktet er 130–131 ℃.

Det brukes hovedsakelig i harpikser som polyester, klorert polyester, celluloseacetat, polyvinylklorid, polystyren, pleksiglass og polyakrylonitril. Det viser bedre stabilitet i transparente produkter enn i fargede produkter. Doseringen i ferdige produkter er ≤0,5 %.

(2) 2-hydroksy-4-metoksybenzofenon (UV-9)

Et lysegult eller hvitt krystallinsk pulver. Tetthet 1,324 g/cm³. Smeltepunkt 62–66 ℃. Kokepunkt 150–160 ℃ (0,67 kPa), 220 ℃ (2,4 kPa). Løselig i de fleste organiske løsemidler som aceton, ketoner, benzen, metanol, etylacetat, metyletylketon og etanol; uløselig i vann. Løselighet (g/100 g, 25 ℃) i noen løsemidler er som følger: benzen 56,2, n-heksan 4,3, etanol (95 %) 5,8, karbontetraklorid 34,5, styren 51,2, DOP 18,7.

Som UV-absorber er den egnet for ulike plasttyper som polyvinylklorid, polyvinylidenklorid, polymetylmetakrylat, umettet polyester, ABS-harpiks og celluloseharpiks. Det maksimale absorpsjonsbølgelengdeområdet er 280~340 nm, og den typiske doseringen er 0,1%~1,5%. Den har god termisk stabilitet og dekomponerer ikke ved 200 ℃. Dette produktet absorberer nesten ikke synlig lys, noe som gjør det egnet for lyse, gjennomsiktige produkter. Det kan også brukes i maling og syntetisk gummi.

(3) 2-hydroksy-4-n-oktyloksybenzofenon (UV-531)

Blek gult eller hvitt krystallinsk pulver. Tetthet 1,160 g/cm³ (25℃). Smeltepunkt 48–49℃. Løselig i aceton, benzen, etanol og isopropanol; litt løselig i dikloretan; uløselig i vann. Løselighet (g/100 g, 25℃) i noen løsemidler er: aceton 74, benzen 72, metanol 2, etanol (95 %) 2,6, n-heptan 40, n-heksan 40,1, vann 0,5.

Som UV-absorber absorberer den sterkt ultrafiolett lys med bølgelengder på 270–330 nm. Den kan brukes i forskjellige plasttyper, spesielt polyetylen, polypropylen, polystyren, ABS-harpiks, polykarbonat og polyvinylklorid. Den har god kompatibilitet med harpikser og lav flyktighet. Den typiske doseringen er 0,1 % til 1 %. Den har en god synergistisk effekt når den brukes med en liten mengde 4,4-tiobis(6-tert-butyl-p-kresol). Dette produktet kan også brukes som lysstabilisator i forskjellige belegg.

(4) 2-(2′-hydroksy-3′,5′-di-tert-fenyl)-5-klorbenzotriazol (UV-327) er en UV-absorber med lignende egenskaper og bruksområder som benzotriazol UV-326. Den absorberer ultrafiolett lys sterkt med bølgelengder på 270~380 nm, har god kjemisk stabilitet og svært lav flyktighet. Den har god kompatibilitet med polyolefiner. Den er spesielt egnet for polyetylen og polypropylen. I tillegg kan den også brukes i polyvinylklorid, polymetylmetakrylat, polyoksymetylen, polyuretan, umettet polyester, ABS-harpiks, epoksyharpiks, celluloseharpiks, etc. Dette produktet har utmerket varmesublimeringsmotstand, vaskbarhet, motstand mot gassfalming og bevaring av mekaniske egenskaper. Det har en betydelig synergistisk effekt når det brukes med antioksidanter. Det brukes til å forbedre den termooksidative stabiliteten til produkter.

(5) Resorcinolmonobenzoat er et hvitt krystallinsk pulver. Smeltepunkt 132~135 ℃. Bulktetthet 0,68 g/cm³ (20 %). Løselig i aceton og etanol, litt løselig i benzen, vann, n-heptan, etc. Som UV-lysstabilisator er ytelsen lik den til benzofenonbaserte lysstabilisatorer. Det brukes hovedsakelig i polyvinylklorid, celluloseharpiks og polystyren, vanligvis i en dosering på 1 % til 2 %.