Ultraviolet absorber er et meget vigtigt tilsætningsstof i plastprodukter. Det er en slags stabilisator, der fungerer som en lysstabilisator. Det frembringer hovedsageligt en stabiliserende effekt ved at absorbere og omdanne den destruktive ultraviolette del af sollys. Ultraviolette absorbere bruges hovedsageligt i plastprodukter, såsom plader, kabler, rør og andre tykke produkter. I mange tilfælde tilsættes ultraviolette absorptionsmidler også til plastfilm for at undertrykke eller forsinke de negative virkninger af ultraviolet lys på beskyttede genstande eller stoffer. effekt.
Ultraviolette stråler og deres skadelige virkninger på polymerer som plast
Vi ved alle, at de elektromagnetiske bølger, der udsendes fra solen, er meget brede, og den stråling, der kan nå jorden, omfatter hovedsageligt ultraviolette stråler, synligt lys og infrarøde stråler. Strålingens energi er omvendt proportional med bølgelængden, jo kortere bølgelængden er, jo større energi. Blandt dem har ultraviolette stråler i bølgelængdeområdet 290nm-400nm den korteste bølgelængde og den højeste energi, og de er også de mest ødelæggende for polymerer såsom plast. Bindingsenergien for organiske polymerer er normalt i intervallet 290 ~ 400 kJ/mol, så det er let at ødelægge ultraviolette stråler. Derfor er ultraviolette stråler den vigtigste faktor, der påvirker fotoaldring af plast. Det skal dog bemærkes, at polymerforbindelser med forskellige strukturer har forskellig følsomhed over for forskellige lange og korte bølgelængdebånd af ultraviolette stråler.
Grunden til, at polymermaterialer såsom plast har mange fremragende egenskaber, skyldes deres lange nok makromolekylære kæder. Men på grund af den korte bølgelængde og høje energi af ultraviolette stråler, under påvirkning af ultraviolette stråler (for det meste med deltagelse af ilt), absorberer polymermaterialer Efter ultraviolette stråler er det let at danne en elektronisk exciteret tilstand. Molekyler i denne exciterede tilstand kan forårsage en række fotokemiske reaktioner, det vil sige frie radikaler kædereaktioner, og samtidig opstår "fotooxygenældning" eller "fotooxidationsreaktion" med oxidation. Polymerens makromolekylære kæder er afskåret eller tværbundet til en vis grad, hvilket direkte påvirker polymermaterialets ydeevne, så der opstår en række ældningsfænomener. Såsom mørkfarvning, skørhed, hærdning, overfladerevner og nedbrydning af mekaniske og elektriske egenskaber, så det til sidst mister sin brugsværdi.
UV-absorberens koncept og funktion
Polymermaterialer har forskellige molekylære strukturer, og deres modstand mod ultraviolet lys er naturligvis forskellig, hvilket betyder, at forskellige polymermaterialer har forskellig "fotostabilitet". For polymermaterialer, der indeholder umættede bindinger såsom dobbeltbindinger såsom ABS og SBS, er de nemme at absorbere ultraviolet lys og gennemgår fotooxidationsreaktioner, så deres fotostabilitet er ikke god. Men for en ren polymer, der kun indeholder mættede kemiske bindinger, absorberer den ikke eller næppe absorberer ultraviolet lys, så den er stabil over for ultraviolet lys.
Men den faktiske situation er, at denne form for ren polymer med mættede bindinger ikke eksisterer, fordi der i den industrielle produktionsproces af polymerer, såsom polymerisation, ekstruderingsgranulering, sprøjtestøbning, opbevaring osv., uundgåeligt indfører katalysatorrester. Nogle urenheder, f.eks. da spor af hydroperoxider er følsomme over for lys, og efter at have absorberet ultraviolette stråler, vil de udløse materialets fotoaldringsreaktion.
UV-absorbere er i øjeblikket den mest udbredte klasse af lysstabilisatorer. Den kan kraftigt og selektivt absorbere højenergisk ultraviolet lys, og frigive eller forbruge den absorberede energi som varmeenergi eller uskadelig lavenergistråling i form af energiomdannelse, og derved forhindre kromoforen i plastikken i at absorbere ultraviolet energi Der opstår excitation.
Klassificering af UV-absorbere
UV-absorbere omfatter en bred vifte af forbindelser. Ifølge strukturen omfatter det hovedsageligt benzophenoner, salicylater, benzotriazoler, substituerede acrylonitriler, triaziner osv. De mest udbredte i plastindustrien er benzophenoner og benzotriazoler.
Benzophenone UV-absorbere er i øjeblikket den mest udbredte type UV-absorbere. De absorberer næsten hele UV-området. Den fotostabile mekanisme er hydroxylhydrogenet på benzenringen og det tilstødende carbonyl i molekylet. Intramolekylære brintbindinger dannes mellem ilt og danner en cheleringsring, og når energien fra ultraviolet lys absorberes, gennemgår molekylet termisk vibration, brintbindingen brydes, og chelationsringen åbnes, så det skadelige ultraviolette lys kan forvandlet til harmløs Der frigives skadelig varmeenergi. I diphenylketon ultraviolet absorberen skal der være en ortho hydroxylgruppe, ellers kan den ikke bruges som lysstabilisator for polymerer. Typiske repræsentative varianter af denne type ultraviolet absorber omfatter UV-531, UV-9 og så videre.
Salicylat UV-absorbere er den tidligste type UV-absorbere. Det kan danne brintbindinger i molekylet, dets egen evne til at absorbere ultraviolet lys er meget lav, og bølgelængdeområdet for absorption er ekstremt smalt (mindre end 340nm). Men efter at have absorberet en vis mængde energi, sker der molekylær omlejring. Der dannes en benzophenonstruktur med en stærk evne til at absorbere ultraviolet lys, hvilket giver en stærk fotostabiliserende effekt.
Lysstabiliseringsmekanismen for benzotriazol ultraviolette absorbere ligner den for benzophenoner, og der er også en hydrogenbindingschelateringsring i molekylet, som er dannet af hydroxyl oxygen og nitrogen på triazolgruppen. Når ultraviolet lys absorberes, brydes brintbindingen eller omdannes til en fototautomer, der omdanner skadelig ultraviolet energi til harmløs varmeenergi. Typiske repræsentative varianter af denne type ultraviolet absorber inkluderer UV-P, UV-326, UV-327, UV-329 og så videre.
