I. Izrazi in definicije

Sončna svetloba vsebuje veliko količino ultravijolične (UV) svetlobe z valovnimi dolžinami približno 290–460 nm, ki je škodljiva za barvne predmete. Ta škodljiva UV-svetloba povzroči razgradnjo in bledenje barvnih molekul zaradi kemične redoks reakcije. Uporaba UV-absorberjev lahko učinkovito prepreči ali zmanjša škodljive učinke UV-sevanja na zaščitene predmete.

UV-absorber je stabilizator svetlobe, ki absorbira UV-del sončne svetlobe in fluorescenčnih svetlobnih virov, ne da bi se sam pri tem kakorkoli spremenil. Pod vplivom sončne svetlobe in fluorescence plastika in drugi polimeri zaradi delovanja UV-sevanja doživljajo avtooksidacijske reakcije, kar vodi do razgradnje in poslabšanja polimerov, kar ima za posledico slab videz in mehanske lastnosti. Dodajanje UV-absorberjev selektivno absorbira to visokoenergijsko UV-sevanje in ga pretvori v neškodljivo energijo, ki se sprosti ali porabi. Ker imajo različni polimeri različne UV-valovne dolžine, ki povzročajo razgradnjo, različni UV-absorberji absorbirajo različne valovne dolžine UV-sevanja. Zato je treba ustrezen UV-absorber izbrati glede na vrsto uporabljenega polimera.

II. Razvrstitev in funkcije ultravijoličnih absorberjev

Ultravijolični absorberji morajo izpolnjevati naslednje pogoje:

1. Lahko močno absorbira ultravijolične žarke (zlasti ultravijolične žarke z valovnimi dolžinami 290~400 nm); 2. Ima dobro toplotno stabilnost in se zaradi toplote ne spreminja niti med obdelavo, z nizko toplotno hlapnostjo; 3. Ima dobro kemijsko stabilnost in ne reagira negativno s sestavinami materiala v izdelku; 4. Ima dobro mešljivost in se lahko enakomerno porazdeli v materialu brez cvetenja ali pronicanja; 5. Absorbent sam ima dobro fotokemijsko stabilnost, se ne razgradi in ne spremeni barve; 6. Je brezbarven, nestrupen in brez vonja; 7. Je pralen; 8. Je poceni in lahko dostopen.

Benzotriazolni UV absorberji so trenutno na Kitajskem najpogosteje uporabljena vrsta, vendar triazinski UV absorberji kažejo bistveno boljše delovanje kot benzotriazoli. Triazinski absorberji imajo odlične lastnosti absorpcije UV-žarkov, skupaj z drugimi prednostmi, zaradi česar so široko uporabni v polimerih. Kažejo odlično toplotno stabilnost, dobro stabilnost pri obdelavi in ​​odpornost na kisline. V praktični uporabi triazinski UV absorberji kažejo močan sinergistični učinek z oviranimi aminskimi svetlobnimi stabilizatorji; pri skupni uporabi dajejo boljše rezultate kot pri posamezni uporabi.

III. Več običajnih absorberjev ultravijoličnega sevanja

(1) Reakcijski produkti o-nitroanilina in p-krezola

Pojavi se kot brezbarvni ali bledo rumeni kristali. Topen je v številnih organskih topilih, kot so bencin, benzen in aceton. V vodi je zelo slabo topen in ga ne razgradijo koncentrirane alkalije ali kisline. Lahko reagira z ioni težkih kovin in tvori soli. Lahko absorbira ultravijolično svetlobo z valovnimi dolžinami 270–280 nm. Njegovo tališče je 130–131 ℃.

Uporablja se predvsem v smolah, kot so poliester, klorirani poliester, celulozni acetat, polivinilklorid, polistiren, pleksi steklo in poliakrilonitril. V prozornih izdelkih kaže boljšo stabilnost kot v barvnih. Odmerek v končnih izdelkih je ≤ 0,5 %.

(2) 2-hidroksi-4-metoksibenzofenon (UV-9)

Bledo rumen ali bel kristaliničen prah. Gostota 1,324 g/cm³. Tališče 62–66 ℃. Vrelišče 150–160 ℃ (0,67 kPa), 220 ℃ (2,4 kPa). Topen v večini organskih topil, kot so aceton, ketoni, benzen, metanol, etil acetat, metil etil keton in etanol; netopen v vodi. Topnost (g/100 g, 25 ℃) v nekaterih topilih je naslednja: benzen 56,2, n-heksan 4,3, etanol (95 %) 5,8, ogljikov tetraklorid 34,5, stiren 51,2, DOP 18,7.

Kot UV absorber je primeren za različne plastike, kot so polivinilklorid, polivinilidenklorid, polimetilmetakrilat, nenasičen poliester, ABS smola in celulozna smola. Največje območje absorpcijske valovne dolžine je 280–340 nm, tipičen odmerek pa je 0,1 %–1,5 %. Ima dobro toplotno stabilnost in se ne razgradi pri 200 ℃. Ta izdelek skoraj ne absorbira vidne svetlobe, zato je primeren za svetle, prozorne izdelke. Uporablja se lahko tudi v barvah in sintetični gumi.

(3) 2-hidroksi-4-n-oktiloksibenzofenon (UV-531)

Bledo rumen ali bel kristaliničen prah. Gostota 1,160 g/cm³ (25 °C). Tališče 48–49 °C. Topen v acetonu, benzenu, etanolu in izopropanolu; rahlo topen v dikloroetanu; netopen v vodi. Topnost (g/100 g, 25 °C) v nekaterih topilih je: aceton 74, benzen 72, metanol 2, etanol (95 %) 2,6, n-heptan 40, n-heksan 40,1, voda 0,5.

Kot UV-absorber močno absorbira ultravijolično svetlobo z valovnimi dolžinami 270–330 nm. Uporablja se lahko v različnih plastikah, zlasti v polietilenu, polipropilenu, polistirenu, ABS smoli, polikarbonatu in polivinilkloridu. Ima dobro združljivost s smolami in nizko hlapnost. Tipični odmerek je od 0,1 % do 1 %. Ima dober sinergijski učinek, če se uporablja z majhno količino 4,4-tiobis(6-terc-butil-p-krezola). Ta izdelek se lahko uporablja tudi kot stabilizator svetlobe v različnih premazih.

(4) 2-(2′-hidroksi-3′,5′-di-tert-fenil)-5-klorobenzotriazol (UV-327) je UV-absorber s podobnimi lastnostmi in uporabo kot benzotriazol UV-326. Močno absorbira ultravijolično svetlobo z valovnimi dolžinami 270~380 nm, ima dobro kemijsko stabilnost in zelo nizko hlapnost. Dobro je združljiv s poliolefini. Posebej primeren je za polietilen in polipropilen. Poleg tega se lahko uporablja tudi v polivinilkloridu, polimetilmetakrilatu, polioksimetilenu, poliuretanu, nenasičenem poliestru, ABS smoli, epoksi smoli, celulozni smoli itd. Ta izdelek ima odlično odpornost na toplotno sublimacijo, pralno sposobnost, odpornost na bledenje zaradi plina in ohranjanje mehanskih lastnosti. Ima pomemben sinergijski učinek pri uporabi z antioksidanti. Uporablja se za izboljšanje termooksidativne stabilnosti izdelkov.

(5) Rezorcinol monobenzoat je bel kristaliničen prah. Tališče 132–135 ℃. Gostota v razsutem stanju 0,68 g/cm³ (20 %). Topen v acetonu in etanolu, rahlo topen v benzenu, vodi, n-heptanu itd. Kot UV-stabilizator je njegov učinek podoben delovanju svetlobnih stabilizatorjev na osnovi benzofenona. Uporablja se predvsem v polivinilkloridu, celulozni smoli in polistirenu, običajno v odmerku od 1 % do 2 %.