Znanje

Home/Znanje/Detalji

Upotreba i vrste UV apsorbera

Ultraljubičasti apsorberi mogu snažno i selektivno apsorbirati visokoenergetske ultraljubičaste zrake i koristiti konverziju energije za oslobađanje apsorbirane energije u obliku toplinske energije ili bezopasnog niskoenergetskog zračenja, čime se izbjegava oštećenje kože i sprječava oštećenje polimera. Apsorbiranje ultraljubičaste energije uzrokuje ekscitaciju, a zatim fotofizičku i fotokemijsku razgradnju. Podijeljeni po strukturi, oni uglavnom uključuju benzofenone, salicilate, benzotriazole, supstituisana jedinjenja, triazine, itd. U industriji plastike najčešće se koriste benzofenoni i benzotriazoli. Benzofenon UV apsorberi su trenutno najrasprostranjeniji tip UV apsorbera. Oni apsorbuju skoro čitav spektar UV zračenja. Mehanizam fotostabilnosti je hidroksilni vodonik na benzenskom prstenu i susjedna karbonilna grupa u molekulu. Intramolekularne vodikove veze se formiraju između kiseonika, formirajući helacioni prsten. Kada se energija ultraljubičastog svjetla apsorbira, molekuli prolaze kroz termalne vibracije, vodonične veze se razaraju, a helacijski prsten se otvara, pretvarajući štetno ultraljubičasto svjetlo u bezopasnu. Štetna toplotna energija se oslobađa. U benzofenon ultraljubičastim apsorberima mora postojati hidroksilna grupa u orto položaju, inače se ne može koristiti kao stabilizator svjetlosti za polimer. Tipične reprezentativne varijante ove vrste UV apsorbera uključuju UV-53UV-9 i tako dalje. UV-531 formula molekularne strukture i fizički salicilatni UV apsorberi su najraniji tip UV apsorbera koji se koristi.

1. Benzofenon UV apsorberi su najrasprostranjeniji tip UV apsorbera. Ovaj tip ultraljubičastog apsorbera ima spor efekat apsorpcije na uV-A, uV-B i uV-C. Ketonska grupa i hidroksilna grupa u molekulu mogu stvoriti unutrašnje vodikove veze kako bi formirale kelatni prsten. Nakon što apsorbira DUV svjetlosnu energiju, on prolazi kroz termičku vibraciju molekula, uništava unutrašnje vodonične veze i otvara kelatni prsten. Pretvara energiju ultraljubičastog svjetla u toplinsku energiju i oslobađa je. Osim toga, karbonilna grupa u molekulu će biti apsorbirana od strane apsorbirane energije ultraljubičastog svjetla. Ekscitacija proizvodi tautomeriju i stvara enolnu strukturu. Ovo također troši dio energije. U ovom tipu UV apsorbera, jačina vodonične veze unutar molekula je povezana sa efektom fotostabilnosti. Što je veza kiseonika jača, to je veća energija potrebna za njeno uništenje, a što se više UV energije troši na apsorpciju, to je bolji efekat; obrnuto. Isto tako. Efekat stabilizacije je takođe povezan sa dužinom alkoksi lanca na benzenskom prstenu. Ako je dugačak i ima dobru kompatibilnost s polimerom, stabilizirajući učinak će biti taman. U UV apsorberima na bazi benzofenona, na orto poziciji karbonilne grupe mora postojati hidroksilna grupa, inače se ne može formirati unutrašnja vodikova veza i ne može se koristiti kao UV apsorber. UV apsorberi sa orto hidroksilnom grupom mogu apsorbovati 290~380~ m ultraljubičastih zraka, gotovo bez apsorpcije vidljive svjetlosti, bez bojenja i dobre kompatibilnosti s polimerima. Ako postoje dvije hidroksilne grupe na orto poziciji karbonilne grupe, ona može apsorbirati ultraljubičasto svjetlo 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 žuti. Visokomolekularni polimeri također imaju lošu kompatibilnost, pa je njihova upotreba ograničena. Iako benzofenon bez o-hidroksilnih grupa takođe ima sposobnost da apsorbuje ultraljubičaste zrake, on će izazvati sopstvenu razgradnju kada je izložen svetlosti, tako da nije prikladan za upotrebu kao apsorber ultraljubičastog zračenja.

2. Salicilatni UV apsorberi su najranije korišteni. Salicilat takođe ima unutrašnje vodonične veze u molekulu. Sposobnost ovog tipa ultraljubičastog apsorbera da apsorbuje ultraljubičaste zrake je na početku veoma niska, a opseg apsorpcije je izuzetno uzak (manje od 340vm). Međutim, nakon zračenja ultraljubičastim zracima u određenom vremenskom periodu, njegova se apsorpcija postepeno povećava dok se ne apsorbira. To je zbog njegovog pod ultraljubičastim zračenjem, dolazi do molekularnog preuređivanja, formirajući benzofenonsku strukturu sa jakom sposobnošću apsorpcije ultraljubičastog zračenja, čime se jača njegov efekat apsorpcije ultraljubičastih zraka. Stoga ga ljudi nazivaju pionirskim ultraljubičastim apsorberom. Bishidroksibenzofenon i njegovi derivati ​​koji nastaju nakon molekularnog preuređivanja mogu apsorbirati dio vidljive svjetlosti i izgledati žuto, uzrokujući da supstance dodane ovim ultraljubičastim apsorberom požute.

3. Mehanizam djelovanja benzotriazolnih UV apsorbera sličan je onom kod benzofenona. Benzotriazoli imaju širok raspon apsorpcije ultraljubičastih zraka i mogu apsorbirati svjetlost talasne dužine od 300~400~m. Jedva apsorbira vidljivu svjetlost iznad 400~m, tako da proizvod neće promijeniti boju. Osim toga, pretpostavlja se da je mehanizam djelovanja supstituiranih akrilonitrilnih i triazinskih ultraljubičastih apsorbera cis-trans izomerizacija, pretvaranje svjetlosne energije ili oslobađanje bezopasne energije. Ultraljubičasti apsorberi zamijenjeni akrilonitrilom mogu apsorbirati ultraljubičasto svjetlo od 290 do 320 Fm, a također ne apsorbiraju vidljivu svjetlost i neće uzrokovati promjenu boje nanesenog predmeta. Ultraljubičasti apsorberi od tri tipa mogu apsorbirati ultraljubičasto svjetlo od 300~400~m. Ultraljubičasti apsorberi mogu apsorbirati pomoćne hromofore (kao što su -NH, -OH, -SOH, -cOOH, itd.) i hromoforne grupe (kao što su C:N, N:N, N:O, C) sa talasnim dužinama ispod 400~m . :O itd.). Svi su povezani sa aromatičnom jezgrom. Organski nikal se takođe može koristiti kao apsorber ultraljubičastog zračenja, ali se generalno klasifikuje kao gasitelj (takođe poznat kao deaktivator ili sredstvo za matiranje, ili sredstvo za gašenje laserskog stanja, gasitelj energije), a njegova sposobnost da apsorbuje ultraljubičaste zrake je veća od onaj gasitelja. Veza je niska, ali može spriječiti disocijaciju uzrokovanu apsorpcijom ultraljubičastih zraka od strane polimera. Organski kompleksi nikla su molekuli koji se pobuđuju u pobuđena stanja kroz interakciju s polimerima tokom ultraljubičastog zračenja, vraćajući pobuđeno stanje u osnovno stanje i pretvarajući ultraljubičastu energiju u niskoenergetsku spektralnu emisiju bez izazivanja oštećenja. , čime se štiti polimer od oštećenja. Zato se naziva quencher jer se njegov mehanizam djelovanja razlikuje od općeg UV apsorbera. UV apsorberi mijenjaju strukturu samih molekula, dok gasitelji rasipaju energiju samo prijenosom energije između molekula. Osim toga, sredstva za zaštitu od svjetlosti Čađa, titan dioksid, cink oksid, cink barij itd. su također tvari koje mogu apsorbirati ili reflektirati ultraljubičaste zrake. Između polimera i izvora svjetlosti postavlja se barijera kako bi apsorbirala ili reflektirala ultraljubičaste zrake prije nego što stignu do površine polimera. Kada se apsorbira i reflektira, blokira prodiranje ultraljubičastih zraka duboko u polimer. Najefikasnija je čađa. Čistači slobodnih radikala su također vrsta tvari koje mogu proizvesti fotostabilnost. Oni su derivati ​​piperidina sa efektima steričke smetnje i nazivaju se fotostabilizatorima otežanih amina.