131-56-6 / 紫外線(xiàn)吸收劑的分類(lèi)與反應(yīng)機(jī)理

紫外線(xiàn)吸收劑優(yōu)先吸收入射的紫外線(xiàn)輻射, 從而保護(hù)聚合物免受輻射。紫外線(xiàn)吸收劑本身不會(huì)迅速降解, 但它們會(huì)將紫外線(xiàn)能量轉(zhuǎn)化為無(wú)害的熱能, 并在整個(gè)聚合物基體中消散。由于吸收過(guò)程的物理限制, 紫外線(xiàn)吸收劑的有效性受到限制, 它們的吸收能力取決于對(duì)高濃度的添加劑和聚合物厚度的需要, 然后才能充分吸收。有效地延緩光降解。然而, 高濃度的添加劑將是不經(jīng)濟(jì)的和技術(shù)上有限的, 而許多應(yīng)用 (如聚烯烴) 在非常薄的部分, 如薄膜和纖維。苯甲酮透明聚烯烴系統(tǒng)良好的通用型紫外線(xiàn)吸收劑, 也可以用于色素化合物。苯并三唑主要用于聚苯乙烯。這兩種也可以用于聚酯。濃度通常是 0.25-1. 0%。

紫外線(xiàn)吸收劑分類(lèi)

紫外線(xiàn)吸收劑的主要功能是在聚合物中具有發(fā)色基團(tuán)時(shí)吸收紫外線(xiàn), 目的是在發(fā)色基團(tuán)有機(jī)會(huì)形成之前，過(guò)濾出對(duì)聚合物有害的紫外光。首先, 紫外線(xiàn)吸收劑必須在290和 350 nm 范圍內(nèi)發(fā)揮作用。紫外線(xiàn)吸收劑的目的是吸取有害的紫外線(xiàn), 并迅速將其轉(zhuǎn)化為無(wú)害的熱量。在此過(guò)程中, 吸收的能量被轉(zhuǎn)化為分子成分的振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)能量。為了使紫外線(xiàn)吸收劑有效, 這一過(guò)程的發(fā)生必須比基體內(nèi)的相應(yīng)反應(yīng)更快, 而且在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中, 無(wú)論是紫外線(xiàn)吸收劑還是它打算穩(wěn)定的聚合物都不會(huì)被破壞。最重要的紫外線(xiàn)吸收體是:

a) 2-(2 羥基苯基)-苯并三唑

b) 2-羥基-苯甲酮

c) 羥基苯基三嗪

每一個(gè)紫外線(xiàn)吸收劑組都可以用典型的吸收和透射光譜來(lái)表征。

紫外線(xiàn)吸收劑反應(yīng)機(jī)理

紫外線(xiàn)吸收劑的有效性不僅取決于它們的吸收特性, 而且最重要的是由朗伯-比爾定律決定。

消光E取決于波長(zhǎng), 可以被看作是對(duì)紫外線(xiàn)吸收劑的穩(wěn)定或篩選效果的量度。換言之, E越大, 紫外光屏蔽和穩(wěn)定效應(yīng)越好-在假設(shè)紫外線(xiàn)吸收劑本身并沒(méi)有被光線(xiàn)所破壞。因此, 消光E依賴(lài)于聚合物中的紫外線(xiàn)吸收劑的消光系數(shù)、濃度c, 以及無(wú)色聚合物的薄膜厚度d。

為了使紫外線(xiàn)吸收劑有效, 它必須比聚合物更好和更快地吸收紫外光, 它意味著在副反應(yīng)被觸發(fā)之前穩(wěn)定和消散吸收的能量。這意味著, 以紫外光的形式吸收的能量的轉(zhuǎn)換必須在單體態(tài)狀態(tài)下進(jìn)行。系統(tǒng)間交叉 (過(guò)渡 S1 至 T1), 因此必須排除磷光。

與光穩(wěn)定劑協(xié)同效應(yīng)

紫外線(xiàn)吸收劑不能全部吸收產(chǎn)品暴露時(shí)受到的紫外線(xiàn)輻射。一些紫外線(xiàn)輻射會(huì)穿透表面。正因?yàn)槿绱? 光穩(wěn)定劑被使用于聚合物中。這些分子通過(guò)清除任何形成的自由基而起作用-這與紫外線(xiàn)吸收劑不同, 紫外線(xiàn)吸收劑通過(guò)來(lái)阻止自由基的形成。大多數(shù)配方將使用吸收劑和光穩(wěn)定劑的組合。紫外線(xiàn)吸收劑與光穩(wěn)定劑 的協(xié)同組合是聚合物穩(wěn)定的最佳方法。紫外線(xiàn)吸收劑服從朗伯比爾定律是

因此, 吸光度與 UVA 的濃度 (320 至400納米 (用于固化)、其摩爾吸收率 (消光系數(shù)) 和路徑長(zhǎng)度 (涂層厚度) 呈線(xiàn)性相關(guān)。光穩(wěn)定劑是自由基清除劑, 不受比爾定律的控制, 在系統(tǒng)中的任何地方工作。