1. Що таке стабілізатор світла
Сонячне світло - це електромагнітна хвиля. Коли він проходить через простір і озоновий шар, майже всі промені нижче 290 нм і вище 3000 нм відфільтровуються. Електромагнітні хвилі, які фактично досягають землі, становлять 290-3000 нм, з яких діапазон довжин хвиль становить 400-800 нм (близько 40 відсотків), видиме світло, довжина хвилі близько 800-3000 нм (близько 55 відсотків) є інфрачервоним і довжина хвилі близько 290-400нм (лише 5 відсотків) є ультрафіолетовим.
Ультрафіолетові промені в сонячному світлі є основною причиною ефекту старіння полімерних матеріалів. Хоча ультрафіолетове світло становить лише близько 5 відсотків сонячного світла, воно має багато енергії. Після того, як полімерний продукт поглинає ультрафіолетові промені, достатньо викликати полімер до самоокислення та деградації, руйнування хімічних зв’язків полімеру, розриву та зшивання його та виникнення зовнішнього вигляду та фізико-механічних властивостей полімерного продукту. погіршуватися, а міцність зменшується. , скорочений термін життя. Цей процес називається фоторедоксом або фотостарінням. Ультрафіолетові промені також можуть проходити через поверхневий шар шкіри людини, руйнуючи клітини шкіри, через що шкіра поступово твердне і втрачає еластичність, з’являється зморшкуватість і прискорює старіння.
Світлостабілізатор — це добавка до полімерних виробів (таких як пластмаси, гума, покриття, синтетичні волокна), яка може екранувати або поглинати ультрафіолетову енергію, гасити синглетний кисень і розкладати гідропероксиди на неактивні речовини. , під впливом світла полімер може виключити або сповільнити можливість фотохімічної реакції, запобігти або затримати процес фотостаріння, щоб досягти мети продовження терміну служби полімерних виробів.
2. Види світлостабілізаторів
l Світлозахисний агент: це різновид речовини, яка може захищати або відбивати ультрафіолетові промені, так що світло не може проникати всередину полімеру, тим самим захищаючи полімер. Світлозахисні агенти включають неорганічні пігменти, такі як сажа і оксид титану, і органічні пігменти, такі як фталоцианиновый синій і фталоцианиновий зелений, серед яких сажа має найкращий екрануючий ефект.
l Ультрафіолетовий поглинач: його функція може ефективно поглинати ультрафіолетові промені з довжиною хвилі 290-410 нм, але рідко поглинає видиме світло, а також має хорошу термостабільність і світлостабільність. За хімічною структурою його можна розділити на: о-гідроксибензофенони, бензотриазоли, саліцилати, триазини та заміщені акрилонітрили. Використовується як допоміжний стабілізатор світла та стабілізатор утрудненого світла, особливо в поліолефінах або покриттях.
l Гаситель: він може сприймати енергію, що поглинається хромофором у пластику, і випромінювати енергію у вигляді тепла, флуоресценції або фосфоресценції, тим самим захищаючи полімер від пошкодження УФ. Він має хорошу стабілізуючу дію на полімери і в основному використовується в плівках і волокнах. В основному деякі двовалентні органічні хелати нікелю. Нікелеорганічні світлостабілізатори мають хороші характеристики, але можуть бути замінені іншими нетоксичними або низькотоксичними загасниками через токсичність іонів важких металів.
l Поглинач вільних радикалів: цей тип стабілізатора світла може захоплювати активні вільні радикали, що утворюються в полімері, таким чином пригнічуючи процес фотоокислення і досягаючи мети стабілізації світла. Переважно перешкоджають амінні світлостабілізатори (HALS). Це найперспективніший новий тип високоефективного стабілізатора світла, і середньорічний темп зростання попиту у світі становить від 20 до 30 відсотків.
l Розкладальник гідроперекису: це один із світлостабілізаторів утруднених амінів. Полімери можуть утворювати гідропероксиди під час зберігання та обробки, що призводить до фотоокислювального розпаду полімерів, а декомпозитори гідропероксиду можуть розкладати пероксиди, генерувати стабільні азотно-кисневі радикали та додатково захоплювати вільні радикали, таким чином пригнічуючи деградацію полімеру.
3. Недоліки світлостабілізаторів
l Світлозахисний засіб має хороший захисний ефект і низьку ціну, але має світлозахисні та фарбувальні властивості, і підходить тільки для непрозорих матеріалів;
l УФ-поглиначі мають широкий спектр застосування, але через свою захисну дію не можуть ефективно захистити поверхню виробів і тонких виробів. У той же час, оскільки вони є чистими органічними сполуками, існують також леткі, замерзання, міграція та екстракція розчинником. Недоліки, які не тільки впливають на стійкість його працездатності, але й призводять до забруднення навколишнього середовища;
l Гаситель у збудженому стані та розкладник гідроперекису мають високу фотостабільність, низьку летючість, невелике цвітіння та міграцію, стійкі до екстрагування, що може ефективно захищати поверхню виробів та тонких виробів. Однак колір темний, токсичність і забруднення навколишнього середовища великі, і він буде розкладатися і змінювати колір при високій температурі, що має протидіючу дію за допомогою сірковмісних добавок;
l Поглинач вільних радикалів світлого кольору, має видатний ефект стабілізації світла і може ефективно захищати поверхню виробів і тонких виробів. Однак завдяки своїй лужності він має антагоністичну дію з кислими субстратами та добавками. Кисле середовище вплине на його продуктивність. У той же час, як і ультрафіолетовий абсорбер, оскільки він є чистою органічною сполукою, він також має недоліки, такі як летючість, цвітіння, міграція та екстракція.
4. Приклади механізму дії світлостабілізаторів
1. UVA
2. HALS
