Ultrafiolett absorber er et svært viktig tilsetningsstoff i plastprodukter. Det er en slags stabilisator som fungerer som en lysstabilisator. Den produserer hovedsakelig en stabiliserende effekt ved å absorbere og konvertere den destruktive ultrafiolette delen av sollys. Ultrafiolette absorbenter brukes hovedsakelig i plastprodukter, som plater, kabler, rør og andre tykke produkter. I mange tilfeller tilsettes også ultrafiolette absorbenter til plastfilmer for å undertrykke eller forsinke de negative effektene av ultrafiolett lys på beskyttede gjenstander eller stoffer. effekt.
Ultrafiolette stråler og deres skadelige effekter på polymerer som plast
Vi vet alle at de elektromagnetiske bølgene som sendes ut fra solen er veldig brede, og strålingen som kan nå bakken inkluderer hovedsakelig ultrafiolette stråler, synlig lys og infrarøde stråler. Strålingsenergien er omvendt proporsjonal med bølgelengden, jo kortere bølgelengden, desto større energi. Blant dem har ultrafiolette stråler i bølgelengdeområdet 290nm-400nm den korteste bølgelengden og den høyeste energien, og er også de mest ødeleggende for polymerer som plast. Bindingsenergien til organiske polymerer er vanligvis i området 290~400kJ/mol, så det er lett at ultrafiolette stråler ødelegges. Derfor er ultrafiolette stråler hovedfaktoren som påvirker fotoaldring av plast. Imidlertid bør det bemerkes at polymerforbindelser med forskjellige strukturer har ulik følsomhet for forskjellige lange og korte bølgelengdebånd av ultrafiolette stråler.
Grunnen til at polymermaterialer som plast har mange utmerkede egenskaper er på grunn av deres lange nok makromolekylære kjeder. Men på grunn av den korte bølgelengden og høye energien til ultrafiolette stråler, under påvirkning av ultrafiolette stråler (for det meste med deltakelse av oksygen), absorberer polymermaterialer Etter ultrafiolette stråler er det lett å danne en elektronisk eksitert tilstand. Molekyler i denne eksiterte tilstanden kan forårsake en rekke fotokjemiske reaksjoner, det vil si frie radikalkjedereaksjoner, og samtidig oppstår "fotooksygenaldring" eller "fotooksidasjonsreaksjon" med oksidasjon. De makromolekylære kjedene til polymeren er avskåret eller tverrbundet til en viss grad, noe som direkte påvirker ytelsen til polymermaterialet, slik at en rekke aldringsfenomener oppstår. Som mørkfarging, sprøhet, herding, overflatesprekker og forringelse av mekaniske og elektriske egenskaper, slik at den til slutt mister bruksverdien.
Konseptet og funksjonen til UV-absorber
Polymermaterialer har forskjellige molekylære strukturer, og deres motstand mot ultrafiolett lys er naturlig forskjellig, noe som betyr at forskjellige polymermaterialer har ulik "fotostabilitet". For polymermaterialer som inneholder umettede bindinger som dobbeltbindinger som ABS og SBS, er de lette å absorbere ultrafiolett lys og gjennomgår fotooksidasjonsreaksjoner, så deres fotostabilitet er ikke god. Men for en ren polymer som bare inneholder mettede kjemiske bindinger, absorberer den ikke eller absorberer knapt ultrafiolett lys, så den er stabil overfor ultrafiolett lys.
Men den faktiske situasjonen er at denne typen ren polymer med mettede bindinger ikke eksisterer, fordi i den industrielle produksjonsprosessen av polymerer, som polymerisasjon, ekstruderingsgranulering, sprøytestøping, lagring, etc., uunngåelig introduserer katalysatorrester, Noen urenheter som f.eks. ettersom spor av hydroperoksider er følsomme for lys, og etter å ha absorbert ultrafiolette stråler, vil de utløse fotoaldringsreaksjonen til materialet.
UV-absorbenter er for tiden den mest brukte klassen av lysstabilisatorer. Den kan sterkt og selektivt absorbere høyenergisk ultrafiolett lys, og frigjøre eller forbruke den absorberte energien som varmeenergi eller ufarlig lavenergistråling i form av energiomdannelse, og dermed hindre kromoforen i plasten i å absorbere ultrafiolett energi. Eksitering oppstår.
Klassifisering av UV-absorbere
UV-absorbere inkluderer et bredt utvalg av forbindelser. I henhold til strukturen inkluderer den hovedsakelig benzofenoner, salisylater, benzotriazoler, substituerte akrylonitriller, triaziner osv. De mest brukte i plastindustrien er benzofenoner og benzotriazoler.
Bensofenon UV-absorbere er for tiden den mest brukte typen UV-absorbere. De absorberer nesten hele UV-området. Den fotostabile mekanismen er hydroksylhydrogenet på benzenringen og den tilstøtende karbonylen i molekylet. Intramolekylære hydrogenbindinger dannes mellom oksygen, og danner en keleringsring, og når energien til ultrafiolett lys absorberes, gjennomgår molekylet termisk vibrasjon, hydrogenbindingen brytes, og keleringsringen åpnes, slik at det skadelige ultrafiolette lyset kan bli omgjort til ufarlig Det frigjøres skadelig varmeenergi. I difenylketon ultrafiolett absorberen må det være en orto-hydroksylgruppe, ellers kan den ikke brukes som lysstabilisator for polymerer. Typiske representative varianter av denne typen ultrafiolett absorber inkluderer UV-531, UV-9 og så videre.
Salisylat UV-absorbere er den tidligste typen UV-absorbere. Det kan danne hydrogenbindinger i molekylet, dets egen evne til å absorbere ultrafiolett lys er svært lav, og bølgelengdeområdet for absorpsjon er ekstremt smalt (mindre enn 340nm). Etter å ha absorbert en viss mengde energi, oppstår imidlertid molekylær omorganisering. En benzofenonstruktur med sterk evne til å absorbere ultrafiolett lys dannes, og gir derved en sterk fotostabiliserende effekt.
Lysstabiliseringsmekanismen til benzotriazol ultrafiolette absorbere ligner på benzofenoner, og det er også en hydrogenbinding-chelateringsring i molekylet, som dannes av hydroksyloksygen og nitrogen på triazolgruppen. Når ultrafiolett lys absorberes, brytes hydrogenbindingen eller omdannes til en fototautomer, og gjør skadelig ultrafiolett energi til ufarlig varmeenergi. Typiske representative varianter av denne typen ultrafiolett absorber inkluderer UV-P, UV-326, UV-327, UV-329 og så videre.
