Znanje

Home/Znanje/Detalji

Upotreba i vrste UV apsorbera

Ultraljubičasti apsorberi mogu snažno i selektivno apsorbirati ultraljubičaste zrake visoke energije i koristiti pretvorbu energije za oslobađanje apsorbirane energije kao toplinske energije ili bezopasnog niskoenergetskog zračenja, čime se izbjegava oštećenje kože i sprječava oštećenje polimera. Apsorpcija ultraljubičaste energije uzrokuje ekscitaciju, a zatim fotofizičku i fotokemijsku razgradnju. Podijeljeni po strukturi, uglavnom uključuju benzofenone, salicilate, benzotriazole, supstituirane spojeve, triazine, itd. U industriji plastike najviše se koriste benzofenoni i benzotriazoli. Benzofenon UV apsorberi trenutno su najrašireniji tip UV apsorbera. Oni apsorbiraju gotovo cijeli UV raspon. Mehanizam fotostabilnosti je hidroksilni vodik na benzenskom prstenu i susjedna karbonilna skupina u molekuli. Intramolekularne vodikove veze stvaraju se između kisika, tvoreći kelacijski prsten. Kada se energija ultraljubičastog svjetla apsorbira, molekule prolaze kroz toplinske vibracije, vodikove veze se uništavaju, a kelacijski prsten se otvara, čime se štetno ultraljubičasto svjetlo pretvara u bezopasno. Oslobađa se štetna toplinska energija. U benzofenonskim ultraljubičastim apsorberima mora postojati hidroksilna skupina u orto položaju, inače se ne može koristiti kao svjetlosni stabilizator za polimer. Tipične reprezentativne varijante ove vrste UV apsorbera uključuju UV-53UV-9 i tako dalje. Formula molekularne strukture UV-531 i fizički salicilatni UV apsorberi najraniji su tip UV apsorbera koji se koristi.

1. Benzofenon UV apsorberi su najrašireniji tip UV apsorbera. Ova vrsta ultraljubičastog apsorbera ima spori učinak apsorpcije na uV-A, uV-B i uV-C. Ketonska skupina i hidroksilna skupina u molekuli mogu generirati unutarnje vodikove veze kako bi se formirao kelatni prsten. Nakon što apsorbira DUV svjetlosnu energiju, podvrgava se toplinskoj vibraciji molekule, uništava unutarnje vodikove veze i otvara kelatni prsten. Pretvara energiju ultraljubičastog svjetla u toplinsku energiju i oslobađa je. Osim toga, karbonilna skupina u molekuli bit će apsorbirana apsorbiranom energijom ultraljubičastog svjetla. Ekscitacija proizvodi tautomerizam i stvara enolnu strukturu. Time se također troši dio energije. U ovoj vrsti UV apsorbera, snaga vodikove veze unutar molekule povezana je s njegovim učinkom fotostabilnosti. Što je veza kisika jača, to je veća energija potrebna da se uništi, a što se više UV energije potroši na apsorpciju, to je učinak bolji; obratno. Također. Stabilizirajući učinak također je povezan s duljinom alkoksi lanca na benzenskom prstenu. Ako je dug i ima dobru kompatibilnost s polimerom, stabilizirajući učinak bit će taman. U UV apsorberima na bazi benzofenona mora postojati hidroksilna skupina na orto položaju karbonilne skupine, inače se ne može formirati unutarnja vodikova veza i ne može se koristiti kao UV apsorber. UV apsorberi s orto hidroksilnom skupinom mogu apsorbirati 290~380~m ultraljubičastih zraka, gotovo bez apsorpcije vidljive svjetlosti, bez bojenja i dobre kompatibilnosti s polimerima. Ako postoje dvije hidroksilne skupine na orto položaju karbonilne skupine, ona može apsorbirati ultraljubičastu svjetlost od 300 do 400 fzm i također apsorbirati dio vidljive svjetlosti. Zbog apsorpcije vidljive svjetlosti, komplementarna svjetlost je neuravnotežena, zbog čega predmeti dodani ovim ultraljubičastim apsorberom izgledaju žuto. S visokomolekularnim polimerima također je loša kompatibilnost, pa je njihova upotreba ograničena. Iako benzofenon bez o-hidroksilnih skupina također ima sposobnost apsorbiranja ultraljubičastih zraka, on će uzrokovati vlastitu razgradnju kada je izložen svjetlu, tako da nije prikladan za upotrebu kao ultraljubičasti apsorber.

2. Salicilatni UV apsorberi su prvi korišteni. Salicilat također ima unutarnje vodikove veze u molekuli. Sposobnost ove vrste ultraljubičastog apsorbera da apsorbira ultraljubičaste zrake je u početku vrlo niska, a raspon apsorpcije je izuzetno uzak (manje od 340vm). Međutim, nakon određenog vremena ozračivanja ultraljubičastim zrakama, njegova se apsorpcija postupno povećava dok se ne apsorbira. To je zbog njegovog Pod ultraljubičastim zračenjem dolazi do molekularne reorganizacije, formirajući strukturu benzofenona sa jakom sposobnošću apsorpcije ultraljubičastog zračenja, čime se pojačava njegov učinak apsorpcije ultraljubičastog zračenja. Stoga ga ljudi nazivaju pionirskim ultraljubičastim apsorberom. Bishidroksibenzofenon i njegovi derivati ​​nastali nakon molekularne reorganizacije mogu apsorbirati dio vidljive svjetlosti i djelovati žuto, uzrokujući da tvari dodane ovim ultraljubičastim apsorberom požute.

3. Mehanizam djelovanja benzotriazolnih UV apsorbera sličan je onom benzofenona. Benzotriazoli imaju širok raspon apsorpcije ultraljubičastih zraka i mogu apsorbirati svjetlost valne duljine od 300~400~m. Teško apsorbira vidljivu svjetlost iznad 400~m, tako da proizvod neće promijeniti boju. Uz to, pretpostavlja se da je mehanizam djelovanja supstituiranih akrilonitrilnih i triazinskih ultraljubičastih apsorbera cis-trans izomerizacija, pretvaranje svjetlosne energije ili oslobađanje bezopasne energije. Ultraljubičasti apsorberi supstituirani akrilonitrilom mogu apsorbirati ultraljubičasto svjetlo od 290 do 320 Fm, a također ne apsorbiraju vidljivo svjetlo i neće uzrokovati promjenu boje nanesenog predmeta. Ultraljubičasti apsorberi tri tipa mogu apsorbirati ultraljubičasto svjetlo od 300~400~m. Ultraljubičasti apsorberi mogu apsorbirati pomoćne kromofore (kao što su -NH, -OH, -SOH, -cOOH, itd.) i kromoforne skupine (kao što su C:N, N:N, N:O, C) s valnim duljinama ispod 400~m . :O itd.). Svi su povezani s aromatskom jezgrom. Organski nikal također se može koristiti kao apsorber ultraljubičastog zračenja, ali općenito se klasificira kao prigušivač (također poznat kao deaktivator ili sredstvo za matiranje, ili prigušivač laserskog stanja, prigušivač energije), a njegova sposobnost apsorpcije ultraljubičastih zraka veća je od onaj gasitelja. Veza je niska, ali može spriječiti disocijaciju uzrokovanu apsorpcijom ultraljubičastih zraka od strane polimera. Organski kompleksi nikla su molekule koje se pobuđuju u pobuđena stanja interakcijom s polimerima tijekom zračenja ultraljubičastim svjetlom, vraćajući pobuđeno stanje u osnovno stanje i pretvarajući ultraljubičastu energiju u niskoenergetsku spektralnu emisiju bez nanošenja štete. , čime se polimer štiti od oštećenja. Stoga se naziva prigušivač jer se njegov mehanizam djelovanja razlikuje od onog uobičajenih UV apsorbera. UV apsorberi mijenjaju strukturu samih molekula, dok prigušivači rasipaju energiju samo kroz prijenos energije između molekula. Osim toga, sredstva za zaštitu od svjetlosti čađa, titanijev dioksid, cink oksid, cink barij, itd. također su tvari koje mogu apsorbirati ili reflektirati ultraljubičaste zrake. Između polimera i izvora svjetlosti postavlja se barijera koja apsorbira ili reflektira ultraljubičaste zrake prije nego što dođu do površine polimera. Kada se apsorbira i reflektira, blokira ultraljubičaste zrake da prodru duboko u polimer. Najučinkovitija je čađa. Čistači slobodnih radikala također su vrsta tvari koja može proizvesti fotostabilnost. Oni su derivati ​​piperidina s učinkom steričke smetnje i nazivaju se fotostabilizatorima spriječenih amina.