Ultravioletinė (UV) spinduliuotė yra viena iš pagrindinių polimerų, tekstilės, dangų, plastikų ir kitų organinių medžiagų foto-senėjimo ir skilimo priežasčių. Ilgalaikis UV spindulių poveikis gali pakeisti spalvą, prarasti mechaninį stiprumą, įtrūkti, pablogėti paviršius ir sutrumpinti tarnavimo laiką.UV absorberiaitodėl plačiai naudojami kaip svarbi sudedamoji dalisšviesos stabilizavimo sistemos.
UV absorberiaiselektyviai sugeria didelės{0}energijos ultravioletinę spinduliuotę, ypač tam tikruose bangos ilgių diapazonuose, ir paverčia sugertą energiją į mažiau kenksmingą formą, visų pirma per molekulinį atsipalaidavimą ir šilumos išsklaidymą. Mažindami polimerinę matricą pasiekiančios UV energijos kiekį, jie padeda sumažinti UV-sukeliamą fotofizinį ir fotocheminį skaidymą.
一, UV absorberių principai
Įvairių tipųUV absorberiainaudoti skirtingas molekulines struktūras ir mechanizmus, kad užtikrintų apsaugą nuo ultravioletinės spinduliuotės. Tarp labiausiai paplitusių cheminių medžiagų yrabenzofenono UV absorberiai, benzotriazolo UV absorberiai, salicilato UV absorberiai ir triazino UV absorberiai. Kitos šviesos{1}stabilizavimo technologijos, pvzHALS (kliudytų aminų šviesos stabilizatoriai)ir lengvosios{0}}atrankos medžiagos, taip pat gali būti įtrauktos į stabilizavimo sistemas.
1. Benzofenono UV absorberiai
Benzofenono UV absorberiaiyra viena iš seniausių ir plačiausiai naudojamų organinių UV stabilizatorių klasių. Jų molekulinėse struktūrose paprastai yra karbonilo ir hidroksilo grupių, galinčių sudaryti intramolekulinius vandenilio ryšius.
Kai molekulė sugeria UV spinduliuotę, sugerta energija išsisklaido per molekulinį sužadinimą ir vėlesnius atsipalaidavimo procesus. Molekulinė vandenilio jungtis atlieka svarbų vaidmenį šiame energijos{1}}perdavimo mechanizme. Tinkama molekulinė konstrukcija leidžia absorberiui veiksmingai apsaugoti polimerus, tuo pačiu sumažinant absorbciją matomoje{3}}šviesos srityje.
Benzofenono molekulės pakeitimo modelis taip pat turi įtakos josUV sugerties diapazonas, fotostabilumas, polimerų suderinamumas ir spalvos charakteristikos. Šie veiksniai lemia jo tinkamumą įvairiems plastikams, dangoms, tekstilei ir kitiems tikslams.
2. Salicilato UV absorberiai
Salicilato UV absorberiaibuvo vieni iš pirmųjų komerciškai naudojamų organinių UV stabilizatorių. Jų UV absorbcija yra palyginti ribota, palyginti su pažangesnėmis benzotriazolo ir triazino sistemomis.
Kai kurie salicilato junginiai veikiant UV spinduliams patiria struktūrinius pokyčius, kurie gali pakeisti jų sugerties charakteristikas. Dėl santykinai siauro sugerties diapazono ir veikimo apribojimų jų naudojimas tapo labiau specializuotas, nes naujesnės kartosUV stabilizatoriaibuvo sukurti.
3. Benzotriazolo UV absorberiai
Benzotriazolo UV absorberiaiyra svarbi didelio našumo{0}}organinių UV stabilizatorių klasė. Paprastai jie užtikrina plačią sugertį UV-A ir UV-B srityse, dažniausiai apimdami maždaug 300–400 nm bangos ilgius, o matomame diapazone pasižymi santykinai maža absorbcija. Šis derinys ypač naudingas, nes leidžia medžiagoms priimtiUV apsauganepažeidžiant jų pradinės spalvos ir išvaizdos.
Tokie produktai kaipUV-326, UV-328, UV-329 ir UV-234priklauso benzotriazolų šeimai ir yra plačiai tiriami arba naudojami polimerų stabilizavimui, dangoms, plastikams ir kitiems tikslams. Jų tikrasis tinkamumas priklauso nuo polimero tipo, apdorojimo sąlygų, norminių reikalavimų ir reikalingo tarnavimo laiko.
4. Kitos UV stabilizavimo technologijos
Be benzofenonų ir benzotriazolų,triazino UV absorberiaiyra vis svarbesni didelio našumo{0}}polimerų ir dangų srityse. Jų molekulinės struktūros užtikrina stiprią UV sugertį, ypač maždaug 300–400 nm srityje, ir gali užtikrinti veiksmingą apsaugą sudėtingomis lauko sąlygomis.
UV absorberiainėra vienintelės medžiagos, naudojamos šviesos stabilizavimui. Lengvi-atrankiniai pigmentai ir užpildai, įskaitantsuodžių, titano dioksido ir cinko oksido, gali apsaugoti polimerus, sugerdamas, išsklaidydamas arba atspindėdamas UV spinduliuotę, kol jis giliai prasiskverbia į medžiagą.
Kita svarbi kategorija yraNetrukdomi aminų šviesos stabilizatoriai (HALS). Skirtingai nuo įprastųUV absorberiaiHALS pirmiausia veikia slopindami laisvųjų -radikalų reakcijas, susijusias su foto-oksidaciniu skaidymu. Reikalingiems darbams UV absorberiai ir HALS dažnai naudojami kartu, nes jie suteikia papildomą apsaugos mechanizmą.
2, UV absorberių taikymas tekstilėje
Paklausa dėlUV-apsauginė tekstilėišaugo, nes vartotojai ir gamintojai vis labiau susirūpino dėl apsaugos nuo ilgalaikio ultravioletinių spindulių poveikio. UV-apsauginiai audiniai naudojami sportinei aprangai, lauko drabužiams, kepurėms, skėčiams, užuolaidoms, palapinėms ir kitiems gaminiams, skirtiems lauko aplinkai.
Vienas iš būdų yra įtrauktiUV absorberiaiarba UV-atrankos medžiagas tiesiai į polimerų pluoštus verpimo proceso metu. Tokios medžiagos kaip titano dioksidas ir cinko oksidas gali būti įtrauktos į tinkamas pluošto sistemas, kad būtų pagerintas UV blokavimo efektyvumas. Kadangi UV-apsauginis komponentas yra įtrauktas į patį pluoštą, šis metodas gali būti patvaresnis nei kai kurie įprasti paviršiaus apdorojimo būdai.
Kitas požiūris yraUV absorbentų naudojimas po-gydymo. Atsižvelgiant į UV absorberio cheminę struktūrą ir tekstilės pluošto tipą, dažymo, paminkštinimo, apdailos, spausdinimo ar minkštinimo procesų metu gali būti naudojamos UV-apsauginės medžiagos. Sąveika tarp UV absorberio ir pluoštų funkcinių grupių, tokių kaip celiuliozė, poliamidas, vilna ir šilkas, gali turėti įtakos jo fiksavimui ir ilgaamžiškumui.
Mikrokapsuliavimo technologijanumato kitą UV sugeriančiųjų medžiagų panaudojimo tekstilės gaminiams būdą. Taikant šį metodą, UV absorberis yra įdėtas į mikroskopines kapsules ir pritvirtinamas prie tekstilės, naudojant tinkamus rišiklius. Mikrokapsuliavimas gali pagerinti veikliosios medžiagos pasiskirstymą ir užtikrinti patvaresnę UV apsaugą, priklausomai nuo kapsulės struktūros, rišiklio sistemos ir apdailos proceso.
Pasirinktoms taip pat naudojama dengimo technologijaUV-apsauginiai tekstilės gaminiai. UV absorberiai gali būti įtraukti į dangos formulę ir padengti tokias medžiagas kaip palapinės, lauko audiniai, apsauginiai dangčiai ir kepurės. Po dengimo, džiovinimo ir sukietėjimo susidaręs sluoksnis suteikia papildomą barjerą nuo UV spinduliuotės. Tačiau formuojant reikia atsižvelgti į ilgalaikį -dangos patvarumą, atsparumą oro sąlygoms, lankstumą ir atsparumą plovimui.
3, tinkamo UV absorberio pasirinkimas
Tinkamo pasirinkimasUV absorberisneturėtų būti grindžiamas tik jo UV sugerties bangos ilgiu. Reikia atsižvelgti į polimerų suderinamumą, terminį stabilumą, lakumą, spalvą, koncentraciją, apdorojimo temperatūrą, oro sąlygas ir norminius reikalavimus.
Pavyzdžiui, UV-326yra benzotriazolo -tipo UV absorberis, kuris gali būti naudojamas tam tikriems plastikams, dangoms ir polimerų sistemoms. Kiti produktai, pvzUV-328, UV-329 ir UV-234turi skirtingas molekulines struktūras ir veikimo charakteristikas. Geriausias pasirinkimas priklauso nuo konkrečios formulės ir taikymo reikalavimų.
Didelio našumo{0}}medžiagoms derintiUV absorberis, HALS ir antioksidantasgali suteikti visapusiškesnę apsaugą nuo foto{0}}oksidacinio skilimo nei vienas stabilizatorius. Todėl formuluotojai turėtų įvertinti visąpolimero stabilizavimo sistemao ne atskirai parinkus atskirą priedą.
Kadangi ilgesnio{0}plastiko, dangų, pluošto ir lauko medžiagų paklausa ir toliau auga,UV absorberiaiišlieka svarbia priemone, padedančia pagerinti atsparumą{0}} ultravioletinių spindulių sukeliamam skilimui. Įvairios cheminės grupės, įskaitantbenzofenono, benzotriazolo, salicilato ir triazino UV absorberiai, siūlo skirtingas sugerties charakteristikas ir veikimo profilius.
Tuo pačiu modernusUV stabilizavimasvis labiau pereina prie integruotų sistemų, kuriose derinami UV absorberiai suHALS, antioksidantai ir lengvosios{0}}atrankos medžiagos. Pasirinkę tinkamą stabilizavimo technologiją pagal polimerą, apdorojimo sąlygas ir galutinio naudojimo aplinką, gamintojai gali pagerinti spalvų išlaikymą, atsparumą oro sąlygoms ir ilgalaikį savo gaminių patvarumą.
