I. Termeni și definiții

Lumina soarelui conține o cantitate mare de lumină ultravioletă (UV), cu lungimi de undă de aproximativ 290-460 nm, care este dăunătoare obiectelor colorate. Această lumină UV dăunătoare face ca moleculele de culoare să se descompună și să se estompeze printr-o reacție chimică redox. Utilizarea absorbanților de UV poate preveni sau reduce eficient efectele dăunătoare ale radiațiilor UV asupra obiectelor protejate.

Un absorbant de UV este un stabilizator de lumină care absoarbe porțiunea UV a luminii solare și a surselor de lumină fluorescentă fără a suferi nicio modificare. Sub lumina soarelui și fluorescență, materialele plastice și alți polimeri suferă reacții de autooxidare datorate acțiunii radiațiilor UV, ceea ce duce la degradarea și deteriorarea polimerului, rezultând un aspect și proprietăți mecanice proaste. Adăugarea de absorbante UV absoarbe selectiv această radiație UV de înaltă energie, transformând-o în energie inofensivă, care este eliberată sau consumată. Deoarece diferiți polimeri au lungimi de undă UV diferite care provoacă degradare, diferiți absorbante UV absorb diferite lungimi de undă ale radiației UV. Prin urmare, absorbantul UV adecvat trebuie selectat în funcție de tipul de polimer utilizat.

II. Clasificarea și funcțiile absorbanților de ultraviolete

Absorbitorii de ultraviolete trebuie să îndeplinească următoarele condiții:

① Poate absorbi puternic razele ultraviolete (în special razele ultraviolete cu lungimi de undă de 290~400nm); ② Are o stabilitate termică bună și nu se va modifica din cauza căldurii nici măcar în timpul procesării, cu volatilitate termică scăzută; ③ Are o stabilitate chimică bună și nu va reacționa negativ cu componentele materialului din produs; ④ Are o miscibilitate bună și poate fi dispersat uniform în material fără înflorire sau infiltrații; ⑤ Absorbantul în sine are o stabilitate fotochimică bună, nu se descompune și nu își schimbă culoarea; ⑥ Este incolor, netoxic și inodor; ⑦ Este lavabil; ⑧ Este ieftin și ușor de găsit.

Absorbanții UV pe bază de benzotriazol sunt în prezent cel mai utilizat tip în China, dar absorbanții UV pe bază de triazină prezintă performanțe semnificativ mai bune decât benzotriazolii. Absorbanții de triazină posedă proprietăți excelente de absorbție UV, împreună cu alte avantaje, ceea ce îi face aplicabili pe scară largă în polimeri. Aceștia prezintă o stabilitate termică excelentă, o bună stabilitate la procesare și rezistență la acid. În aplicații practice, absorbanții UV pe bază de triazină prezintă un puternic efect sinergic cu stabilizatorii de lumină pe bază de amină împiedicată; atunci când sunt utilizați împreună, produc rezultate mai bune decât atunci când sunt utilizați individual.

III. Câțiva absorbanți de ultraviolete comuni

(1) Produșii de reacție ai o-nitroanilinei și p-crezolului

Se prezintă sub formă de cristale incolore sau galben pal. Este solubil în mulți solvenți organici, cum ar fi benzina, benzenul și acetona. Are o solubilitate foarte scăzută în apă și nu se descompune în alcalii sau acizi concentrați. Poate reacționa cu ionii de metale grele pentru a forma săruri. Poate absorbi lumina ultravioletă cu lungimi de undă de 270-280 nm. Punctul său de topire este de 130-131 ℃.

Se utilizează în principal în rășini precum poliester, poliester clorurat, acetat de celuloză, clorură de polivinil, polistiren, plexiglas și poliacrilonitril. Prezintă o stabilitate mai bună în produsele transparente decât în ​​produsele colorate. Dozajul în produsele finite este ≤0,5%.

(2) 2-Hidroxi-4-metoxibenzofenonă (UV-9)

Pulbere cristalină de culoare galben pal sau albă. Densitate 1,324 g/cm³. Punct de topire 62-66℃. Punct de fierbere 150-160℃ (0,67 kPa), 220℃ (2,4 kPa). Solubilă în majoritatea solvenților organici, cum ar fi acetonă, cetone, benzen, metanol, acetat de etil, metil etil cetonă și etanol; insolubilă în apă. Solubilitatea (g/100g, 25℃) în unii solvenți este următoarea: benzen 56,2, n-hexan 4,3, etanol (95%) 5,8, tetraclorură de carbon 34,5, stiren 51,2, DOP 18,7.

Ca absorbant UV, este potrivit pentru diverse materiale plastice, cum ar fi clorura de polivinil, clorura de poliviniliden, polimetacrilat de metil, poliester nesaturat, rășină ABS și rășină de celuloză. Intervalul maxim de lungime de undă de absorbție este de 280~340nm, iar doza tipică este de 0,1%~1,5%. Are o bună stabilitate termică și nu se descompune la 200℃. Acest produs nu absoarbe aproape deloc lumină vizibilă, fiind potrivit pentru produse transparente, de culoare deschisă. Poate fi utilizat și în vopsele și cauciuc sintetic.

(3) 2-Hidroxi-4-n-octiloxibenzofenonă (UV-531)

Pulbere cristalină galben pal sau albă. Densitate 1,160 g/cm³ (25℃). Punct de topire 48~49℃. Solubilă în acetonă, benzen, etanol și izopropanol; ușor solubilă în dicloretan; insolubilă în apă. Solubilitatea (g/100g, 25℃) în anumiți solvenți este: acetonă 74, benzen 72, metanol 2, etanol (95%) 2,6, n-heptan 40, n-hexan 40,1, apă 0,5.

Ca absorbant UV, absoarbe puternic lumina ultravioletă cu lungimi de undă de 270-330 nm. Poate fi utilizat în diverse materiale plastice, în special polietilenă, polipropilenă, polistiren, rășină ABS, policarbonat și clorură de polivinil. Are o bună compatibilitate cu rășinile și o volatilitate scăzută. Dozajul tipic este de 0,1% până la 1%. Are un efect sinergic bun atunci când este utilizat cu o cantitate mică de 4,4-tiobis(6-tert-butil-p-crezol). Acest produs poate fi utilizat și ca stabilizator de lumină în diverse acoperiri.

(4) 2-(2′-hidroxi-3′,5′-di-tert-fenil)-5-clorobenzotriazolul (UV-327) este un absorbant UV cu proprietăți și utilizări similare cu benzotriazolul UV-326. Absoarbe puternic lumina ultravioletă cu lungimi de undă de 270~380nm, are o stabilitate chimică bună și o volatilitate foarte scăzută. Are o bună compatibilitate cu poliolefinele. Este potrivit în special pentru polietilenă și polipropilenă. În plus, poate fi utilizat și în clorură de polivinil, polimetacrilat de metil, polioximetilen, poliuretan, poliester nesaturat, rășină ABS, rășină epoxidică, rășină de celuloză etc. Acest produs are o rezistență excelentă la sublimare termică, lavabilitate, rezistență la decolorare la gaze și reținere a proprietăților mecanice. Are un efect sinergic semnificativ atunci când este utilizat cu antioxidanți. Este utilizat pentru a îmbunătăți stabilitatea termo-oxidativă a produselor.

(5) Monobenzoatul de rezorcinol este o pulbere cristalină albă. Punctul de topire este de 132~135℃. Densitatea volumetrică este de 0,68 g/cm³ (20%). Solubil în acetonă și etanol, ușor solubil în benzen, apă, n-heptan etc. Ca stabilizator de lumină UV, performanța sa este similară cu cea a stabilizatorilor de lumină pe bază de benzofenonă. Se utilizează în principal în clorură de polivinil, rășină de celuloză și polistiren, de obicei într-o doză de 1% până la 2%.