UV-absorbere er en klasse af stoffer, der forhindrer nedbrydning af polymerer forårsaget af sollys eller andet kunstigt UV-lys, og er en type lysstabilisator. Da sollyset indeholder en stor mængde ultraviolet lys, der er skadeligt for farvede objekter, hvis bølgelængde er omkring 290-460 nm, vil disse skadelige ultraviolette lys til sidst nedbryde og falme farvemolekylerne gennem kemisk redox, og brugen af ultraviolette absorbere til at beskytte objekterne kan implementeres for effektivt at forhindre eller svække deres farveskader. Efter at have tilføjet en UV-absorber, kan den selektivt absorbere dette højenergi-UV-lys og omdanne det til harmløs energi til frigivelse eller forbrug. På grund af de forskellige typer polymerer er bølgelængderne af ultraviolette stråler, der får dem til at forringes, også forskellige. Forskellige ultraviolette absorbere kan absorbere ultraviolette stråler af forskellige bølgelængder. Ved brug skal de ultraviolette absorbere vælges i henhold til typen af polymer.
Mekanismen og anvendelsen af ultraviolet absorber
UV absorber
UV-absorbere er en klasse af stoffer, der forhindrer nedbrydning af polymerer forårsaget af sollys eller andet kunstigt UV-lys, og er en type lysstabilisator. Da sollyset indeholder en stor mængde ultraviolet lys, der er skadeligt for farvede objekter, hvis bølgelængde er omkring 290-460 nm, vil disse skadelige ultraviolette lys til sidst nedbryde og falme farvemolekylerne gennem kemisk redox, og brugen af ultraviolette absorbere til at beskytte objekterne kan implementeres for effektivt at forhindre eller svække deres farveskader. Efter at have tilføjet en UV-absorber, kan den selektivt absorbere dette højenergi-UV-lys og omdanne det til harmløs energi til frigivelse eller forbrug. På grund af de forskellige typer polymerer er bølgelængderne af ultraviolette stråler, der får dem til at forringes, også forskellige. Forskellige ultraviolette absorbere kan absorbere ultraviolette stråler af forskellige bølgelængder. Ved brug skal de ultraviolette absorbere vælges i henhold til typen af polymer.
UV-absorbenternes mekanisme
1. Grunden til, at ultraviolette absorbere kan absorbere ultraviolet lys, skyldes strukturen af det konjugerede π-elektronsystem og strukturen, der kan flytte brintatomer i disse forbindelsers molekyler. Nogle har kun den første del.
2. Strukturmolekylet af ultraviolet absorber indeholder mindst én ortho-hydroxyphenylsubstituent. I denne type forbindelse dannes en chelatring af ortho-hydroxylgruppen og nitrogenatomet eller oxygenatomet. Efter at have absorberet ultraviolet lys brydes brintbindingen, og molekylet brydes. Isomerisering, den intramolekylære struktur gennemgår termisk vibration, hydrogenbindingen ødelægges, chelatringen åbnes, og den intramolekylære struktur ændres, hvilket omdanner skadeligt ultraviolet lys til harmløs varmeenergi og beskytter derved materialet.
3. I denne proces er den chelaterende ring dannet i molekylet nøglen til dets funktion at absorbere ultraviolette stråler. Det energifølsomme område for at åbne denne ring er nøjagtigt det ultraviolette energiområde på 290-400 nm bølgelængde.
4. Desuden skal den som ultraviolet absorber ikke kunne udføre fotokemisk reaktion under påvirkning af ultraviolet lys eller synligt lys; god stabilitet over for kemikalier og vand, god termisk stabilitet; lav volatilitet; God kompatibilitet og ingen opløsningsmiddelekstraktion.
Forhold som UV-absorbere skal have
1. Kan kraftigt absorbere ultraviolette stråler (især bølgelængden på 290-400nm);
2. God termisk stabilitet, det vil ikke ændre sig på grund af varme selv under forarbejdning, og den termiske flygtighed er lille;
3. God kemisk stabilitet, ingen negativ reaktion med materialekomponenterne i produktet;
4. God blandbarhed, kan fordeles jævnt i materialet, ingen frosting, ingen ekssudation;
5. Selve absorberen har god fotokemisk stabilitet, ingen nedbrydning, ingen misfarvning;
6. Farveløs, ugiftig og lugtfri;
7. Modstandsdygtig over for dypning;
8. Billig og nem at skaffe;
9. Uopløseligt eller uopløseligt i vand.
Klassificering af UV-absorbere
Ifølge kemisk struktur kan UV-absorbere opdeles i salicylater, benzophenoner, benzotriazoler, substituerede acrylonitriler, triaziner og hindrede aminer.
Benzotriazoler
Denne form for forbindelse er det produkt med den største produktion og den største variation blandt de ultraviolette absorbere, og forskningen i ind- og udland er også meget aktiv. Syntesen af benzotriazol UV-absorbere sker generelt ved at diazotisere aromatiske aminer til dannelse af diazoniumsalte, og diazoniumsaltene kobles med phenolforbindelser til dannelse af mellemliggende azopigmenter, som derefter ringlukkes ved reduktion.
Benzophenoner
Udbyttet og variationen af denne type UV-absorber er kun næst efter benzotriazol.
Syntesevejen er grundlæggende en to-trins reaktion, nemlig syntesen af 2,4-dihydroxybenzophenon og syntesen af alkoxybenzophenon.
Forskningsretning af UV-absorber
1. Høj molekylvægt
Reducer flygtigheden af tilsætningsstoffer og reducer tab under reaktionen
2. Multifunktionel
Lav et stabilisatormolekyle med forskellige funktionelle grupper på samme tid, spil en række stabiliserende effekter (termisk stabilisator, antioxidant...)
3. Reaktivitet
Indfør reaktive grupper i lysstabilisatormolekylet for at binde med basispolymeren under forarbejdning og derved permanent til stede i polymermaterialet
Anvendelse af UV-absorbere
1. På grund af de forskellige typer polymerer er bølgelængderne af ultraviolette stråler, der nedbryder dem, også forskellige. Forskellige ultraviolette absorbere kan absorbere ultraviolette stråler af forskellige bølgelængder. Ved brug skal de ultraviolette absorbere vælges i henhold til typen af polymer.
2. UV-absorbere brugt i kosmetik kan reducere eller fuldstændig absorbere UV-stråler og beskytte huden. Men hvis det bruges overdrevent, eller der bruges en forbudt UV-absorber, vil det irritere huden og forårsage hudallergi.
