1. Какво е светлинен стабилизатор
Слънчевата светлина е електромагнитна вълна. Когато преминава през пространството и озоновия слой, почти всички лъчи под 290 nm и над 3000 nm се филтрират. Електромагнитните вълни, които действително достигат до земята, са 290 nm ~ 3000 nm, от които обхватът на дължината на вълната е 400 ~ 800 nm (около 40 процента) е видима светлина, дължината на вълната от около 800-3000 nm (около 55 процента) е инфрачервена и дължината на вълната от около 290-400nm (само 5 процента) е ултравиолетова.
Ултравиолетовите лъчи на слънчева светлина са основната причина за ефекта на стареене на полимерните материали. Въпреки че ултравиолетовата светлина представлява само около 5 процента от слънчевата светлина, тя има много енергия. След като полимерният продукт абсорбира ултравиолетовите лъчи, достатъчно е да накара полимера да се самоокисли и разгради, да разруши химичните връзки на полимера, да го разкъса и омреже и да предизвика външния вид и физико-механичните свойства на полимерния продукт да се влоши и силата е намалена. , съкратен живот. Този процес се нарича фоторедокс или фотостареене. Ултравиолетовите лъчи също могат да преминават през повърхностния слой на кожата на човек, унищожавайки клетките на кожата, което кара кожата постепенно да се втвърдява и губи еластичността си, изглежда набръчкана и ускорява стареенето.
Светлинният стабилизатор е добавка за полимерни продукти (като пластмаси, каучук, покрития, синтетични влакна), която може да предпазва или абсорбира ултравиолетовата енергия, да гаси синглетния кислород и да разлага хидропероксидите до неактивни вещества. , при облъчване на светлината, полимерът може да изключи или забави възможността за фотохимична реакция, да предотврати или забави процеса на фотостареене, така че да постигне целта за удължаване на експлоатационния живот на полимерните продукти.
2. Видове светлинни стабилизатори
l Светлинен екраниращ агент: Това е вид вещество, което може да предпазва или отразява ултравиолетовите лъчи, така че светлината да не може да проникне във вътрешността на полимера, като по този начин предпазва полимера. Светлинните екраниращи агенти включват неорганични пигменти като въглеродни сажди и титанов оксид и органични пигменти като фталоцианиново синьо и фталоцианиново зелено, сред които саждите имат най-добър екраниращ ефект.
l Ултравиолетов абсорбер: Функцията му може ефективно да абсорбира ултравиолетовите лъчи с дължина на вълната 290-410nm, но рядко абсорбира видимата светлина и има добра термична стабилност и светлинна стабилност. Според химичната си структура може да се раздели на: о-хидроксибензофенони, бензотриазоли, салицилати, триазини и заместени акрилонитрили. Използва се като спомагателен светлинен стабилизатор и затруднен светлинен стабилизатор, особено в полиолефини или покрития.
l Загасител: Може да приеме енергията, абсорбирана от хромофора в пластмасата и да излъчва енергията под формата на топлина, флуоресценция или фосфоресценция, като по този начин предпазва полимера от UV увреждане. Има добър стабилизиращ ефект върху полимерите и се използва най-вече във филми и влакна. Основно някои двувалентни органични никелови хелати. Органоникеловите светлинни стабилизатори имат добри характеристики, но могат да бъдат заменени с други нетоксични или нискотоксични гасители поради токсичността на йони на тежки метали.
l Уловител на свободни радикали: Този тип светлинен стабилизатор може да улавя активните свободни радикали, генерирани в полимера, като по този начин инхибира процеса на фотоокисляване и постига целта за стабилизиране на светлината. Основно затруднени аминови светлинни стабилизатори (HALS). Това е най-обещаващият нов тип високоефективен светлинен стабилизатор, а средният годишен темп на нарастване на търсенето в света е от 20 до 30 процента.
l Разложител на хидропероксид: Той е един от светлинните стабилизатори на затруднени амини. Полимерите могат да генерират хидропероксиди по време на съхранение и обработка, което води до фотоокислително разграждане на полимерите, а разлагащите хидропероксиди могат да разлагат пероксиди, да генерират стабилни азотно-кислородни радикали и допълнително да улавят свободните радикали, като по този начин инхибират разграждането на полимера.
3. Недостатъци на светлинните стабилизатори
l Светлинният екраниращ агент има добър защитен ефект и ниска цена, но има светлозащитни и оцветяващи свойства и е подходящ само за непрозрачни материали;
l UV абсорберите имат широк спектър на приложение, но поради защитния си ефект не могат ефективно да защитят повърхността на продуктите и тънките продукти. В същото време, тъй като те са чисти органични съединения, има също летливи, замръзване, миграция и екстракция с разтворител. Недостатъци, които не само влияят върху трайността на работата му, но и водят до замърсяване на околната среда;
l Гасителят на възбудено състояние и декомпозиторът на хидропероксид имат висока фотостабилност, ниска летливост, малко цъфтеж и миграция и са устойчиви на екстракция, което може ефективно да защити повърхността на продуктите и тънките продукти. Цветът обаче е тъмен, токсичността и замърсяването на околната среда са големи и ще се разложи и промени цвета си при висока температура, което има противодействащ ефект със съдържащи сяра добавки;
l Почистителят на свободните радикали е светъл на цвят, има изключителен ефект на стабилизиране на светлината и може ефективно да защити повърхността на продуктите и тънките продукти. Въпреки това, поради своята алкалност, той има антагонистичен ефект с киселинни субстрати и добавки. Киселата среда ще повлияе на работата му. В същото време, подобно на UV абсорбера, тъй като е чисто органично съединение, той също има недостатъци като летлив, цъфтеж, миграция и екстракция.
4. Примери за механизма на действие на светлинните стабилизатори
1. UVA
2. HALS
