Ultraviolettabsorbent är en mycket viktig tillsats i plastprodukter. Det är en slags stabilisator som fungerar som en ljusstabilisator. Den ger huvudsakligen en stabiliserande effekt genom att absorbera och omvandla den destruktiva ultravioletta delen av solljus. Ultravioletta absorbatorer används främst i plastprodukter, såsom plattor, kablar, rör och andra tjocka produkter. I många fall tillsätts även ultravioletta absorbatorer till plastfilmer för att undertrycka eller fördröja de negativa effekterna av ultraviolett ljus på skyddade föremål eller ämnen. effekt.
Ultravioletta strålar och deras skadliga effekter på polymerer som plast
Vi vet alla att de elektromagnetiska vågorna som sänds ut från solen är mycket breda, och den strålning som kan nå marken inkluderar främst ultravioletta strålar, synligt ljus och infraröda strålar. Strålningsenergin är omvänt proportionell mot våglängden, ju kortare våglängd desto större energi. Bland dem har ultravioletta strålar i våglängdsområdet 290nm-400nm den kortaste våglängden och den högsta energin och är också de mest destruktiva för polymerer som plast. Bindningsenergin för organiska polymerer är vanligtvis i intervallet 290~400kJ/mol, så det är lätt att ultravioletta strålar förstörs. Därför är ultravioletta strålar den huvudsakliga faktorn som påverkar fotoåldring av plast. Det bör dock noteras att polymerföreningar med olika strukturer har olika känslighet för olika långa och korta våglängdsband av ultravioletta strålar.
Anledningen till att polymermaterial som plast har många utmärkta egenskaper beror på deras tillräckligt långa makromolekylära kedjor. Men på grund av den korta våglängden och höga energin hos ultravioletta strålar, under inverkan av ultravioletta strålar (mestadels med deltagande av syre), absorberar polymermaterial Efter ultravioletta strålar är det lätt att bilda ett elektroniskt exciterat tillstånd. Molekyler i detta exciterade tillstånd kan orsaka en serie fotokemiska reaktioner, det vill säga kedjereaktioner av fria radikaler, och samtidigt inträffar "fotosyreåldring" eller "fotooxidationsreaktion" med oxidation. Polymerens makromolekylära kedjor är avskurna eller tvärbundna i viss utsträckning, vilket direkt påverkar polymermaterialets prestanda, så en serie åldringsfenomen uppstår. Såsom mörkning, sprödhet, härdning, ytsprickor och försämring av mekaniska och elektriska egenskaper, så att den så småningom förlorar sitt bruksvärde.
UV-absorbentens koncept och funktion
Polymermaterial har olika molekylära strukturer, och deras motstånd mot ultraviolett ljus är naturligt olika, vilket gör att olika polymermaterial har olika "fotostabilitet". För polymermaterial som innehåller omättade bindningar som dubbelbindningar som ABS och SBS är de lätta att absorbera ultraviolett ljus och genomgår fotooxidationsreaktioner, så deras fotostabilitet är inte bra. Men för en ren polymer som bara innehåller mättade kemiska bindningar absorberar den inte eller absorberar knappast ultraviolett ljus, så den är stabil mot ultraviolett ljus.
Men den faktiska situationen är att denna typ av ren polymer med mättade bindningar inte existerar, eftersom i den industriella produktionsprocessen av polymerer, såsom polymerisation, extruderingsgranulering, formsprutning, lagring, etc., oundvikligen introducerar katalysatorrester, Vissa föroreningar som t.ex. eftersom spår av hydroperoxider är känsliga för ljus, och efter att ha absorberat ultravioletta strålar, kommer de att utlösa materialets fotoåldringsreaktion.
UV-absorbenter är för närvarande den mest använda klassen av ljusstabilisatorer. Den kan starkt och selektivt absorbera högenergiskt ultraviolett ljus, och frigöra eller förbruka den absorberade energin som värmeenergi eller ofarlig lågenergistrålning i form av energiomvandling och därigenom hindra kromoforen i plasten från att absorbera ultraviolett energi Excitation uppstår.
Klassificering av UV-absorbenter
UV-absorbenter inkluderar en mängd olika föreningar. Enligt strukturen omfattar den främst bensofenoner, salicylater, bensotriazoler, substituerade akrylonitriller, triaziner etc. De mest använda inom plastindustrin är bensofenoner och bensotriazoler.
Bensofenon UV-absorbenter är för närvarande den mest använda typen av UV-absorbenter. De absorberar nästan hela UV-området. Den fotostabila mekanismen är hydroxylväte på bensenringen och den intilliggande karbonylen i molekylen. Intramolekylära vätebindningar bildas mellan syre och bildar en kelationsring, och när energin från ultraviolett ljus absorberas genomgår molekylen termisk vibration, vätebindningen bryts och kelationsringen öppnas, så att det skadliga ultravioletta ljuset kan förvandlas till ofarligt Skadlig värmeenergi frigörs. I den ultravioletta absorbatorn för difenylketon måste det finnas en ortohydroxylgrupp, annars kan den inte användas som ljusstabilisator för polymerer. Typiska representativa varianter av denna typ av ultraviolettabsorbent inkluderar UV-531, UV-9 och så vidare.
Salicylat UV-absorbenter är den tidigaste typen av UV-absorbenter. Det kan bilda vätebindningar i molekylen, dess egen förmåga att absorbera ultraviolett ljus är mycket låg, och absorptionsvåglängdsområdet är extremt smalt (mindre än 340nm). Men efter att ha absorberat en viss mängd energi inträffar molekylär omarrangemang. En bensofenonstruktur med en stark förmåga att absorbera ultraviolett ljus bildas, vilket ger en stark fotostabiliserande effekt.
Ljusstabiliseringsmekanismen för bensotriazol ultravioletta absorbatorer liknar den för bensofenoner, och det finns också en vätebindningskelaterande ring i molekylen, som bildas av hydroxylsyre och kväve på triazolgruppen. När ultraviolett ljus absorberas, bryts vätebindningen eller förvandlas till en fototautomer, vilket förvandlar skadlig ultraviolett energi till ofarlig värmeenergi. Typiska representativa varianter av denna typ av ultraviolettabsorbent inkluderar UV-P, UV-326, UV-327, UV-329 och så vidare.
