I. Термини и дефиниције

Сунчева светлост садржи велику количину ултраљубичастог (УВ) зрачења, са таласним дужинама од приближно 290-460 nm, које је штетно за обојене предмете. Ово штетно УВ светло узрокује разградњу и блеђење молекула боје путем хемијске редокс реакције. Коришћење УВ апсорбера може ефикасно спречити или смањити штетне ефекте УВ зрачења на заштићене предмете.

УВ апсорбер је стабилизатор светлости који апсорбује УВ део сунчеве светлости и флуоресцентних извора светлости, а да сам притом не претрпи икакве промене. Под дејством сунчеве светлости и флуоресценције, пластика и други полимери пролазе кроз реакције аутооксидације услед дејства УВ зрачења, што доводи до деградације и пропадања полимера, што резултира лошим изгледом и механичким својствима. Додавање УВ апсорбера селективно апсорбује ово високоенергетско УВ зрачење, претварајући га у безопасну енергију која се ослобађа или троши. Пошто различити полимери имају различите УВ таласне дужине које изазивају деградацију, различити УВ апсорбери апсорбују различите таласне дужине УВ зрачења. Стога, одговарајући УВ апсорбер треба одабрати на основу врсте полимера који се користи.

II. Класификација и функције ултраљубичастих апсорбера

Ултраљубичасти апсорбери треба да испуњавају следеће услове:

① Може снажно апсорбовати ултраљубичасте зраке (посебно ултраљубичасте зраке таласних дужина од 290~400nm); ② Има добру термичку стабилност и неће се мењати услед топлоте чак ни током обраде, са ниском термичком испарљивошћу; ③ Има добру хемијску стабилност и неће негативно реаговати са компонентама материјала у производу; ④ Има добру мешљивост и може се равномерно дисперговати у материјалу без цветања или цурења; ⑤ Сам апсорбент има добру фотохемијску стабилност, не разлаже се и не мења боју; ⑥ Безбојан је, нетоксичан и без мириса; ⑦ Може се прати; ⑧ Јефтин је и лако доступан.

Бензотриазолни УВ апсорбери су тренутно најшире коришћени тип у Кини, али триазински УВ апсорбери показују знатно боље перформансе од бензотриазола. Триазински апсорбери поседују одлична својства УВ апсорпције, заједно са другим предностима, што их чини широко применљивим у полимерима. Показују одличну термичку стабилност, добру стабилност у обради и отпорност на киселине. У практичној примени, триазински УВ апсорбери показују снажан синергистички ефекат са светлосним стабилизаторима на бази стеритих амина; када се користе заједно, дају боље резултате него када се користе појединачно.

III. Неколико уобичајених апсорбера ултраљубичастог зрачења

(1) Производи реакције о-нитроанилина и п-крезола

Појављује се као безбојни или бледожути кристали. Растворљив је у многим органским растварачима као што су бензин, бензен и ацетон. Има веома ниску растворљивост у води и не разлаже се концентрованим алкалијама или киселинама. Може реаговати са јонима тешких метала и формирати соли. Може апсорбовати ултраљубичасту светлост таласних дужина од 270-280 nm. Његова тачка топљења је 130-131℃.

Углавном се користи у смолама као што су полиестер, хлорисани полиестер, целулозни ацетат, поливинилхлорид, полистирен, плексиглас и полиакрилонитрил. Показује бољу стабилност у провидним производима него у обојеним производима. Дозирање у готовим производима је ≤0,5%.

(2) 2-хидрокси-4-метоксибензофенон (UV-9)

Бледо жути или бели кристални прах. Густина 1,324 г/цм³. Тачка топљења 62-66℃. Тачка кључања 150-160℃ (0,67 kPa), 220℃ (2,4 kPa). Растворљив у већини органских растварача као што су ацетон, кетони, бензен, метанол, етил ацетат, метил етил кетон и етанол; нерастворљив у води. Растворљивост (г/100г, 25℃) у неким растварачима је следећа: бензен 56,2, н-хексан 4,3, етанол (95%) 5,8, угљен-тетрахлорид 34,5, стирен 51,2, DOP 18,7.

Као УВ апсорбер, погодан је за разне пластике као што су поливинилхлорид, поливинилиденхлорид, полиметил метакрилат, незасићени полиестер, АБС смола и целулозна смола. Максимални опсег таласних дужина апсорпције је 280~340nm, а типична доза је 0,1%~1,5%. Има добру термичку стабилност и не разлаже се на 200℃. Овај производ готово да не апсорбује видљиву светлост, што га чини погодним за светле, провидне производе. Такође се може користити у бојама и синтетичкој гуми.

(3) 2-хидрокси-4-н-октилоксибензофенон (UV-531)

Бледо жути или бели кристални прах. Густина 1,160 г/цм³ (25℃). Тачка топљења 48~49℃. Растворљив у ацетону, бензену, етанолу и изопропанолу; слабо растворљив у дихлоретану; нерастворљив у води. Растворљивост (г/100г, 25℃) у неким растварачима је: ацетон 74, бензен 72, метанол 2, етанол (95%) 2,6, н-хептан 40, н-хексан 40,1, вода 0,5.

Као УВ апсорбер, снажно апсорбује ултраљубичасто светло са таласним дужинама од 270-330 nm. Може се користити у разним пластикама, посебно полиетилену, полипропилену, полистирену, АБС смоли, поликарбонату и поливинилхлориду. Има добру компатибилност са смолама и ниску испарљивост. Типична доза је од 0,1% до 1%. Има добар синергистички ефекат када се користи са малом количином 4,4-тиобис(6-терт-бутил-п-крезола). Овај производ се такође може користити као стабилизатор светлости у разним премазима.

(4) 2-(2′-хидрокси-3′,5′-ди-терт-фенил)-5-хлоробензотриазол (UV-327) је UV апсорбер са сличним својствима и употребом као бензотриазол UV-326. Снажно апсорбује ултраљубичасто светло са таласним дужинама од 270~380nm, има добру хемијску стабилност и веома ниску испарљивост. Има добру компатибилност са полиолефинима. Посебно је погодан за полиетилен и полипропилен. Поред тога, може се користити и у поливинилхлориду, полиметил метакрилату, полиоксиметилену, полиуретану, незасићеном полиестеру, ABS смоли, епоксидној смоли, целулозној смоли итд. Овај производ има одличну отпорност на сублимацију топлоте, могућност прања, отпорност на блеђење услед дејства гаса и задржавање механичких својстава. Има значајан синергистички ефекат када се користи са антиоксидансима. Користи се за побољшање термо-оксидативне стабилности производа.

(5) Резорцинол монобензоат је бели кристални прах. Тачка топљења 132~135℃. Густина у насипу 0,68 г/цм³ (20%). Растворљив у ацетону и етанолу, слабо растворљив у бензену, води, н-хептану итд. Као УВ стабилизатор светлости, његове перформансе су сличне онима стабилизатора светлости на бази бензофенона. Углавном се користи у поливинилхлориду, целулозној смоли и полистирену, обично у дозама од 1% до 2%.