I. Termer och definitioner

Solljus innehåller en stor mängd ultraviolett (UV) ljus, med våglängder på cirka 290–460 nm, vilket är skadligt för färgade föremål. Detta skadliga UV-ljus får färgmolekyler att sönderfalla och blekna genom en kemisk redoxreaktion. Användning av UV-absorbenter kan effektivt förhindra eller minska de skadliga effekterna av UV-strålning på skyddade föremål.

En UV-absorberare är en ljusstabilisator som absorberar UV-delen av solljus och fluorescerande ljuskällor utan att själv genomgå någon förändring. Under solljus och fluorescens genomgår plaster och andra polymerer autooxidationsreaktioner på grund av UV-strålning, vilket leder till nedbrytning och försämring av polymerer, vilket resulterar i dåligt utseende och dåliga mekaniska egenskaper. Tillsats av UV-absorberare absorberar selektivt denna högenergiska UV-strålning och omvandlar den till ofarlig energi som frigörs eller förbrukas. Eftersom olika polymerer har olika UV-våglängder som orsakar nedbrytning, absorberar olika UV-absorberare olika våglängder av UV-strålning. Därför bör lämplig UV-absorberare väljas baserat på vilken typ av polymer som används.

II. Klassificering och funktioner hos ultravioletta absorbenter

Ultravioletta absorbenter bör uppfylla följande villkor:

① Den kan starkt absorbera ultravioletta strålar (särskilt ultravioletta strålar med våglängder på 290~400 nm); ② Den har god termisk stabilitet och förändras inte på grund av värme ens under bearbetning, med låg termisk flyktighet; ③ Den har god kemisk stabilitet och reagerar inte negativt med materialkomponenterna i produkten; ④ Den har god blandbarhet och kan fördelas jämnt i materialet utan att utblomma eller läcka ut; ⑤ Själva absorbenten har god fotokemisk stabilitet, sönderfaller inte och ändrar inte färg; ⑥ Den är färglös, giftfri och luktfri; ⑦ Den är tvättbar; ⑧ Den är billig och lättillgänglig.

Bensotriazol UV-absorbenter är för närvarande den mest använda typen i Kina, men triazin UV-absorbenter uppvisar betydligt bättre prestanda än bensotriazoler. Triazinabsorbenter har utmärkta UV-absorptionsegenskaper, tillsammans med andra fördelar, vilket gör dem allmänt tillämpbara i polymerer. De uppvisar utmärkt termisk stabilitet, god bearbetningsstabilitet och syrabeständighet. I praktiska tillämpningar uppvisar triazin UV-absorbenter en stark synergistisk effekt med ljusstabilisatorer av hindrade aminer; när de används tillsammans ger de bättre resultat än när de används var för sig.

III. Flera vanliga ultravioletta absorbenter

(1) Reaktionsprodukterna av o-nitroanilin och p-kresol

Den framträder som färglösa eller blekgula kristaller. Den är löslig i många organiska lösningsmedel såsom bensin, bensen och aceton. Den har mycket låg löslighet i vatten och sönderdelas inte av koncentrerade alkalier eller syror. Den kan reagera med tungmetalljoner för att bilda salter. Den kan absorbera ultraviolett ljus med våglängder på 270-280 nm. Dess smältpunkt är 130-131 ℃.

Det används huvudsakligen i hartser som polyester, klorerad polyester, cellulosaacetat, polyvinylklorid, polystyren, plexiglas och polyakrylonitril. Det uppvisar bättre stabilitet i transparenta produkter än i färgade produkter. Doseringen i färdiga produkter är ≤0,5 %.

(2) 2-hydroxi-4-metoxibensofenon (UV-9)

Ett blekgult eller vitt kristallint pulver. Densitet 1,324 g/cm³. Smältpunkt 62–66 ℃. Kokpunkt 150–160 ℃ (0,67 kPa), 220 ℃ (2,4 kPa). Löslig i de flesta organiska lösningsmedel såsom aceton, ketoner, bensen, metanol, etylacetat, metyletylketon och etanol; olöslig i vatten. Löslighet (g/100 g, 25 ℃) i vissa lösningsmedel är följande: bensen 56,2, n-hexan 4,3, etanol (95 %) 5,8, koltetraklorid 34,5, styren 51,2, DOP 18,7.

Som UV-absorberare är den lämplig för olika plaster såsom polyvinylklorid, polyvinylidenklorid, polymetylmetakrylat, omättad polyester, ABS-harts och cellulosaharts. Det maximala absorptionsvåglängdsområdet är 280~340 nm, och den typiska doseringen är 0,1%~1,5%. Den har god termisk stabilitet och sönderfaller inte vid 200 ℃. Denna produkt absorberar nästan inget synligt ljus, vilket gör den lämplig för ljusa, transparenta produkter. Den kan också användas i färger och syntetiskt gummi.

(3) 2-hydroxi-4-n-oktyloxibensofenon (UV-531)

Ljusgult eller vitt kristallint pulver. Densitet 1,160 g/cm³ (25℃). Smältpunkt 48~49℃. Löslig i aceton, bensen, etanol och isopropanol; något löslig i dikloretan; olöslig i vatten. Löslighet (g/100 g, 25℃) i vissa lösningsmedel är: aceton 74, bensen 72, metanol 2, etanol (95%) 2,6, n-heptan 40, n-hexan 40,1, vatten 0,5.

Som UV-absorberare absorberar den starkt ultraviolett ljus med våglängder på 270–330 nm. Den kan användas i olika plaster, särskilt polyeten, polypropen, polystyren, ABS-harts, polykarbonat och polyvinylklorid. Den har god kompatibilitet med hartser och låg flyktighet. Den typiska doseringen är 0,1 % till 1 %. Den har en god synergistisk effekt när den används med en liten mängd 4,4-tiobis(6-tert-butyl-p-kresol). Denna produkt kan också användas som ljusstabilisator i olika beläggningar.

(4) 2-(2′-hydroxi-3′,5′-di-tert-fenyl)-5-klorbensotriazol (UV-327) är en UV-absorberare med liknande egenskaper och användningsområden som bensotriazol UV-326. Den absorberar ultraviolett ljus starkt med våglängder på 270~380 nm, har god kemisk stabilitet och mycket låg flyktighet. Den har god kompatibilitet med polyolefiner. Den är särskilt lämplig för polyeten och polypropen. Dessutom kan den även användas i polyvinylklorid, polymetylmetakrylat, polyoximetylen, polyuretan, omättad polyester, ABS-harts, epoxiharts, cellulosaharts etc. Denna produkt har utmärkt värmesublimeringsbeständighet, tvättbarhet, gasblekningsbeständighet och bevarande av mekaniska egenskaper. Den har en betydande synergistisk effekt när den används med antioxidanter. Den används för att förbättra produkternas termooxidativa stabilitet.

(5) Resorcinolmonobensoat är ett vitt kristallint pulver. Smältpunkt 132~135 ℃. Skrymdensitet 0,68 g/cm³ (20 %). Löslig i aceton och etanol, något löslig i bensen, vatten, n-heptan etc. Som UV-ljusstabilisator liknar dess prestanda den hos bensofenonbaserade ljusstabilisatorer. Det används huvudsakligen i polyvinylklorid, cellulosaharts och polystyren, vanligtvis i en dosering på 1 % till 2 %.