I. Terimler ve Tanımlar

Güneş ışığı, yaklaşık 290-460 nm dalga boyuna sahip, renkli nesneler için zararlı olan büyük miktarda ultraviyole (UV) ışık içerir. Bu zararlı UV ışığı, kimyasal bir redoks reaksiyonu yoluyla renk moleküllerinin parçalanmasına ve solmasına neden olur. UV emiciler kullanmak, korunan nesneler üzerindeki UV radyasyonunun zararlı etkilerini etkili bir şekilde önleyebilir veya azaltabilir.

UV emici, güneş ışığının ve floresan ışık kaynaklarının UV kısmını kendisi herhangi bir değişikliğe uğramadan emen bir ışık dengeleyicisidir. Güneş ışığı ve floresan altında, plastikler ve diğer polimerler UV radyasyonunun etkisiyle oto-oksidasyon reaksiyonlarına girer, bu da polimer bozulmasına ve yıpranmasına, sonuç olarak da kötü görünüm ve mekanik özelliklere yol açar. UV emicilerin eklenmesi, bu yüksek enerjili UV radyasyonunu seçici olarak emer ve onu salınan veya tüketilen zararsız enerjiye dönüştürür. Farklı polimerlerin bozulmaya neden olan farklı UV dalga boylarına sahip olması nedeniyle, farklı UV emiciler farklı UV radyasyon dalga boylarını emer. Bu nedenle, kullanılan polimer türüne göre uygun UV emici seçilmelidir.

II. Ultraviyole Soğurucuların Sınıflandırılması ve Fonksiyonları

Ultraviyole emiciler aşağıdaki koşulları karşılamalıdır:

① Ultraviyole ışınlarını (özellikle 290~400 nm dalga boyundaki ultraviyole ışınlarını) güçlü bir şekilde emebilir; ② İyi termal kararlılığa sahiptir ve işleme sırasında bile ısı nedeniyle değişmez, düşük termal uçuculuğa sahiptir; ③ İyi kimyasal kararlılığa sahiptir ve üründeki malzeme bileşenleriyle olumsuz reaksiyona girmez; ④ İyi karışabilirliğe sahiptir ve çiçeklenme veya sızıntı olmadan malzemede eşit şekilde dağılabilir; ⑤ Emici maddenin kendisi iyi fotokimyasal kararlılığa sahiptir, ayrışmaz ve renk değiştirmez; ⑥ Renksiz, toksik olmayan ve kokusuzdur; ⑦ Yıkanabilir; ⑧ Ucuz ve kolayca temin edilebilir.

Benzotriazol UV emiciler şu anda Çin'de en yaygın kullanılan türdür, ancak triazin UV emiciler benzotriazollere göre önemli ölçüde daha iyi performans göstermektedir. Triazin emiciler, diğer avantajlarının yanı sıra mükemmel UV emme özelliklerine sahiptir ve bu da onları polimerlerde yaygın olarak uygulanabilir kılmaktadır. Mükemmel termal kararlılık, iyi işleme kararlılığı ve asit direnci sergilerler. Pratik uygulamalarda, triazin UV emiciler, engellenmiş amin ışık stabilizatörleriyle güçlü bir sinerjik etki gösterir; birlikte kullanıldıklarında, tek başlarına kullanıldıklarından daha iyi sonuçlar verirler.

III. Yaygın olarak kullanılan çeşitli ultraviyole emiciler

(1) o-nitroanilin ve p-kresolün reaksiyon ürünleri

Renksiz veya soluk sarı kristaller halinde bulunur. Benzin, benzen ve aseton gibi birçok organik çözücüde çözünür. Suda çözünürlüğü çok düşüktür ve konsantre alkaliler veya asitler tarafından parçalanmaz. Ağır metal iyonlarıyla reaksiyona girerek tuzlar oluşturabilir. 270-280 nm dalga boyundaki ultraviyole ışığı emebilir. Erime noktası 130-131℃'dir.

Esas olarak polyester, klorlu polyester, selüloz asetat, polivinil klorür, polistiren, pleksiglas ve poliakrilonitril gibi reçinelerde kullanılır. Şeffaf ürünlerde renkli ürünlere göre daha iyi stabilite gösterir. Bitmiş ürünlerdeki dozajı ≤%0,5'tir.

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

Soluk sarı veya beyaz kristal toz. Yoğunluk 1,324 g/cm³. Erime noktası 62-66℃. Kaynama noktası 150-160℃ (0,67 kPa), 220℃ (2,4 kPa). Aseton, ketonlar, benzen, metanol, etil asetat, metil etil keton ve etanol gibi çoğu organik çözücüde çözünür; suda çözünmez. Bazı çözücülerdeki çözünürlük (g/100g, 25℃) şu şekildedir: benzen 56,2, n-heksan 4,3, etanol (%95) 5,8, karbon tetraklorür 34,5, stiren 51,2, DOP 18,7.

UV emici özelliği sayesinde polivinil klorür, poliviniliden klorür, polimetil metakrilat, doymamış polyester, ABS reçinesi ve selüloz reçinesi gibi çeşitli plastikler için uygundur. Maksimum emilim dalga boyu aralığı 280~340 nm olup, tipik dozaj %0,1~%1,5'tir. İyi termal kararlılığa sahiptir ve 200℃'de bozulmaz. Bu ürün neredeyse hiç görünür ışık emmez, bu da onu açık renkli, şeffaf ürünler için uygun hale getirir. Ayrıca boyalarda ve sentetik kauçukta da kullanılabilir.

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

Soluk sarı veya beyaz kristal toz. Yoğunluk 1,160 g/cm³ (25℃). Erime noktası 48~49℃. Aseton, benzen, etanol ve izopropanolde çözünür; dikloroetanda az çözünür; suda çözünmez. Bazı çözücülerdeki çözünürlük (g/100g, 25℃) şöyledir: aseton 74, benzen 72, metanol 2, etanol (%95) 2,6, n-heptan 40, n-heksan 40,1, su 0,5.

UV emici olarak, 270-330 nm dalga boylarındaki ultraviyole ışığı güçlü bir şekilde emer. Özellikle polietilen, polipropilen, polistiren, ABS reçinesi, polikarbonat ve polivinil klorür gibi çeşitli plastiklerde kullanılabilir. Reçinelerle iyi uyumluluğa ve düşük uçuculuğa sahiptir. Tipik dozaj %0,1 ila %1 arasındadır. Az miktarda 4,4-tiyobis(6-tert-butil-p-kresol) ile kullanıldığında iyi bir sinerjik etki gösterir. Bu ürün ayrıca çeşitli kaplamalarda ışık stabilizatörü olarak da kullanılabilir.

(4) 2-(2′-hidroksi-3′,5′-di-tert-fenil)-5-klorobenzotriazol (UV-327), benzotriazol UV-326'ya benzer özelliklere ve kullanım alanlarına sahip bir UV emicidir. 270~380nm dalga boylarında ultraviyole ışığı güçlü bir şekilde emer, iyi kimyasal kararlılığa ve çok düşük uçuculuğa sahiptir. Poliolefinlerle iyi uyumluluğa sahiptir. Özellikle polietilen ve polipropilen için uygundur. Ayrıca polivinil klorür, polimetil metakrilat, polioksimetilen, poliüretan, doymamış polyester, ABS reçinesi, epoksi reçinesi, selüloz reçinesi vb. malzemelerde de kullanılabilir. Bu ürün mükemmel ısı süblimasyon direncine, yıkanabilirliğe, gaz solma direncine ve mekanik özellik korumasına sahiptir. Antioksidanlarla birlikte kullanıldığında önemli bir sinerjik etkiye sahiptir. Ürünlerin termo-oksidatif kararlılığını iyileştirmek için kullanılır.

(5) Resorsinol monobenzoat beyaz kristal bir tozdur. Erime noktası 132~135℃. Hacim yoğunluğu 0,68 g/cm³ (%20). Aseton ve etanolde çözünür, benzen, su, n-heptan vb.'de az çözünür. UV ışık stabilizatörü olarak performansı, benzofenon bazlı ışık stabilizatörlerine benzer. Esas olarak polivinil klorür, selüloz reçinesi ve polistirende, tipik olarak %1 ila %2 oranında kullanılır.