I. Pojmy a definície

Slnečné svetlo obsahuje veľké množstvo ultrafialového (UV) svetla s vlnovými dĺžkami približne 290 – 460 nm, ktoré je škodlivé pre farebné predmety. Toto škodlivé UV svetlo spôsobuje rozklad a blednutie farebných molekúl chemickou redoxnou reakciou. Použitie UV absorbérov môže účinne zabrániť alebo znížiť škodlivé účinky UV žiarenia na chránené predmety.

UV absorbér je stabilizátor svetla, ktorý absorbuje UV časť slnečného žiarenia a žiariviek bez toho, aby sa sám akokoľvek zmenil. Pod vplyvom slnečného žiarenia a fluorescencie prechádzajú plasty a iné polyméry autooxidačnými reakciami v dôsledku pôsobenia UV žiarenia, čo vedie k degradácii a zhoršeniu stavu polymérov, čo má za následok zlý vzhľad a mechanické vlastnosti. Pridanie UV absorbérov selektívne absorbuje toto vysokoenergetické UV žiarenie a premieňa ho na neškodnú energiu, ktorá sa uvoľňuje alebo spotrebúva. Keďže rôzne polyméry majú rôzne vlnové dĺžky UV žiarenia, ktoré spôsobujú degradáciu, rôzne UV absorbéry absorbujú rôzne vlnové dĺžky UV žiarenia. Preto by sa mal vhodný UV absorbér vyberať na základe použitého typu polyméru.

II. Klasifikácia a funkcie absorbérov ultrafialového žiarenia

Absorbéry ultrafialového žiarenia by mali spĺňať nasledujúce podmienky:

1. Dokáže silne absorbovať ultrafialové lúče (najmä ultrafialové lúče s vlnovými dĺžkami 290 ~ 400 nm); 2. Má dobrú tepelnú stabilitu a nemení sa vplyvom tepla ani počas spracovania, s nízkou tepelnou prchavosťou; 3. Má dobrú chemickú stabilitu a nereaguje nepriaznivo s materiálovými zložkami vo výrobku; 4. Má dobrú miešateľnosť a môže byť rovnomerne rozptýlený v materiáli bez kvitnutia alebo presakovania; 5. Samotný absorbent má dobrú fotochemickú stabilitu, nerozkladá sa a nemení farbu; 6. Je bezfarebný, netoxický a bez zápachu; 7. Je umývateľný; 8. Je lacný a ľahko dostupný.

Benzotriazolové UV absorbéry sú v súčasnosti v Číne najpoužívanejším typom, ale triazínové UV absorbéry vykazujú výrazne lepší výkon ako benzotriazoly. Triazínové absorbéry majú vynikajúce UV absorpčné vlastnosti spolu s ďalšími výhodami, vďaka čomu sú široko použiteľné v polyméroch. Vykazujú vynikajúcu tepelnú stabilitu, dobrú spracovateľskú stabilitu a odolnosť voči kyselinám. V praktických aplikáciách vykazujú triazínové UV absorbéry silný synergický efekt so stericky bránenými amínovými stabilizátormi svetla; pri spoločnom použití dosahujú lepšie výsledky ako pri samostatnom použití.

III. Niekoľko bežných absorbérov ultrafialového žiarenia

(1) Reakčné produkty o-nitroanilínu a p-krezolu

Vyzerá ako bezfarebné alebo svetložlté kryštály. Je rozpustný v mnohých organických rozpúšťadlách, ako je benzín, benzén a acetón. Má veľmi nízku rozpustnosť vo vode a nerozkladá sa koncentrovanými zásadami alebo kyselinami. Môže reagovať s iónmi ťažkých kovov za vzniku solí. Dokáže absorbovať ultrafialové svetlo s vlnovými dĺžkami 270 – 280 nm. Jeho teplota topenia je 130 – 131 ℃.

Používa sa hlavne v živiciach, ako je polyester, chlórovaný polyester, acetát celulózy, polyvinylchlorid, polystyrén, plexisklo a polyakrylonitril. Vykazuje lepšiu stabilitu v priehľadných výrobkoch ako vo farebných výrobkoch. Dávkovanie v hotových výrobkoch je ≤ 0,5 %.

(2) 2-hydroxy-4-metoxybenzofenón (UV-9)

Bledožltý alebo biely kryštalický prášok. Hustota 1,324 g/cm³. Teplota topenia 62 – 66 °C. Teplota varu 150 – 160 °C (0,67 kPa), 220 °C (2,4 kPa). Rozpustný vo väčšine organických rozpúšťadiel, ako je acetón, ketóny, benzén, metanol, etylacetát, metyletylketón a etanol; nerozpustný vo vode. Rozpustnosť (g/100 g, 25 °C) v niektorých rozpúšťadlách je nasledovná: benzén 56,2, n-hexán 4,3, etanol (95 %) 5,8, tetrachlórmetán 34,5, styrén 51,2, DOP 18,7.

Ako UV absorbér je vhodný pre rôzne plasty, ako je polyvinylchlorid, polyvinylidénchlorid, polymetylmetakrylát, nenasýtený polyester, ABS živica a celulózová živica. Maximálny rozsah absorpčnej vlnovej dĺžky je 280 ~ 340 nm a typické dávkovanie je 0,1 % ~ 1,5 %. Má dobrú tepelnú stabilitu a nerozkladá sa pri 200 ℃. Tento produkt neabsorbuje takmer žiadne viditeľné svetlo, vďaka čomu je vhodný pre svetlé, priehľadné výrobky. Môže sa použiť aj vo farbách a syntetickom kaučuku.

(3) 2-hydroxy-4-n-oktyloxybenzofenón (UV-531)

Bledožltý alebo biely kryštalický prášok. Hustota 1,160 g/cm³ (25 °C). Teplota topenia 48 – 49 °C. Rozpustný v acetóne, benzéne, etanole a izopropanole; mierne rozpustný v dichlóretáne; nerozpustný vo vode. Rozpustnosť (g/100 g, 25 °C) v niektorých rozpúšťadlách je: acetón 74, benzén 72, metanol 2, etanol (95 %) 2,6, n-heptán 40, n-hexán 40,1, voda 0,5.

Ako UV absorbér silne absorbuje ultrafialové svetlo s vlnovými dĺžkami 270 – 330 nm. Môže sa použiť v rôznych plastoch, najmä v polyetyléne, polypropyléne, polystyréne, ABS živici, polykarbonáte a polyvinylchloride. Má dobrú kompatibilitu so živicami a nízku prchavosť. Typické dávkovanie je 0,1 % až 1 %. Pri použití s ​​malým množstvom 4,4-tiobis(6-terc-butyl-p-krezolu) má dobrý synergický účinok. Tento produkt sa môže použiť aj ako stabilizátor svetla v rôznych náteroch.

(4) 2-(2′-hydroxy-3′,5′-di-terc-fenyl)-5-chlórbenzotriazol (UV-327) je UV absorbér s podobnými vlastnosťami a použitím ako benzotriazol UV-326. Silne absorbuje ultrafialové svetlo s vlnovými dĺžkami 270 až 380 nm, má dobrú chemickú stabilitu a veľmi nízku prchavosť. Má dobrú kompatibilitu s polyolefínmi. Je vhodný najmä pre polyetylén a polypropylén. Okrem toho sa môže použiť aj v polyvinylchloride, polymetylmetakryláte, polyoxymetyléne, polyuretáne, nenasýtenom polyesteri, ABS živici, epoxidovej živici, celulózovej živici atď. Tento produkt má vynikajúcu odolnosť voči tepelnej sublimácii, umývateľnosť, odolnosť voči blednutiu v dôsledku pôsobenia plynu a zachovanie mechanických vlastností. Pri použití s ​​antioxidantmi má významný synergický účinok. Používa sa na zlepšenie termooxidačnej stability produktov.

(5) Rezorcinolmonobenzoát je biely kryštalický prášok. Teplota topenia 132 – 135 ℃. Objemová hmotnosť 0,68 g/cm³ (20 %). Rozpustný v acetóne a etanole, mierne rozpustný v benzéne, vode, n-heptáne atď. Ako stabilizátor UV žiarenia má podobné účinky ako stabilizátory svetla na báze benzofenónu. Používa sa hlavne v polyvinylchloride, celulózovej živici a polystyréne, zvyčajne v dávke 1 % až 2 %.