Поглотители ультрафиолета могут сильно и избирательно поглощать высокоэнергетические ультрафиолетовые лучи и использовать преобразование энергии для высвобождения поглощенной энергии в виде тепловой энергии или безвредного низкоэнергетического излучения, тем самым избегая повреждения кожи и предотвращения повреждения полимера. Поглощение ультрафиолетовой энергии вызывает возбуждение, а затем фотофизическое и фотохимическое разложение. По строению они в основном включают бензофеноны, салицилаты, бензотриазолы, замещенные соединения, триазины и др. Наибольшее распространение в промышленности пластмасс получили бензофеноны и бензотриазолы. Бензофеноновые УФ-поглотители в настоящее время являются наиболее широко используемым типом УФ-поглотителей. Они поглощают практически весь УФ-диапазон. Механизм фотостабильности заключается в гидроксильном водороде бензольного кольца и соседней карбонильной группе в молекуле. Между атомами кислорода образуются внутримолекулярные водородные связи, образующие хелатное кольцо. При поглощении энергии ультрафиолетового света молекулы подвергаются тепловым колебаниям, водородные связи разрушаются, хелатное кольцо раскрывается, превращая таким образом вредный ультрафиолет в безвредный. Высвобождается вредная тепловая энергия. В бензофеноновых поглотителях ультрафиолета обязательно должна быть гидроксильная группа в орто-положении, иначе его нельзя будет использовать в качестве светостабилизатора полимера. Типичные представители разновидностей этого типа УФ-поглотителей включают УФ-53УФ-9 и так далее. Формула молекулярной структуры UV-531 и физические салицилатные поглотители УФ-излучения являются самым ранним типом используемых поглотителей УФ-излучения.
1. Бензофеноновые УФ-поглотители являются наиболее широко используемым типом УФ-поглотителей. Этот тип поглотителя ультрафиолета оказывает медленное поглощение ультрафиолетового излучения A, UV-B и UV-C. Кетоновая группа и гидроксильная группа в молекуле могут образовывать внутренние водородные связи с образованием хелатного кольца. Поглотив энергию света ДУФ, он подвергается тепловой вибрации молекулы, разрушает внутренние водородные связи и раскрывает хелатное кольцо. Он преобразует энергию ультрафиолетового света в тепловую энергию и высвобождает ее. Кроме того, карбонильная группа в молекуле будет поглощаться поглощенной энергией ультрафиолетового света. Возбуждение приводит к таутомерии и образованию енольной структуры. Это также потребляет часть энергии. В этом типе поглотителя УФ-излучения сила водородной связи внутри молекулы связана с эффектом фотостабильности. Чем прочнее кислородная связь, тем больше энергии требуется для ее разрушения и чем больше энергии УФ-излучения расходуется на поглощение, тем лучше эффект; наоборот. Так же. Стабилизирующий эффект также связан с длиной алкоксицепи бензольного кольца. Если он длинный и имеет хорошую совместимость с полимером, стабилизирующий эффект будет в самый раз. В поглотителях УФ-излучения на основе бензофенона в орто-положении карбонильной группы должна присутствовать гидроксильная группа, иначе внутренняя водородная связь не может образоваться и его нельзя использовать в качестве поглотителя УФ-излучения. Поглотители УФ-излучения с орто-гидроксильной группой могут поглощать 290–380 ~ мкм ультрафиолетовых лучей, практически не поглощают видимый свет, не окрашивают и имеют хорошую совместимость с полимерами. Если в орто-положении карбонильной группы есть две гидроксильные группы, она может поглощать ультрафиолетовый свет от 300 до 400 мкм, а также поглощать часть видимого света. Из-за поглощения видимого света дополнительный свет становится несбалансированным, в результате чего предметы, добавленные с помощью этого поглотителя ультрафиолета, кажутся желтыми. С высокомолекулярными полимерами также имеется плохая совместимость, поэтому их применение ограничено. Хотя бензофенон без о-гидроксильных групп также обладает способностью поглощать ультрафиолетовые лучи, он вызывает собственное разложение под воздействием света, поэтому его нельзя использовать в качестве поглотителя ультрафиолетовых лучей.
2. Салицилатные поглотители УФ-излучения используются раньше всего. Салицилат также имеет внутренние водородные связи в молекуле. Способность этого типа поглотителя ультрафиолета вначале поглощать ультрафиолетовые лучи очень низка, а диапазон поглощения чрезвычайно узок (менее 340 мкм). Однако после облучения ультрафиолетовыми лучами в течение определенного периода времени его поглощение постепенно увеличивается, пока оно не поглотится. Это связано с тем, что под ультрафиолетовым облучением происходит молекулярная перегруппировка, образующая структуру бензофенона с сильной способностью поглощать ультрафиолет, тем самым усиливая эффект поглощения ультрафиолета. Поэтому люди называют его пионером в области поглотителя ультрафиолета. Бисгидроксибензофенон и его производные, образующиеся после молекулярной перегруппировки, могут поглощать часть видимого света и выглядеть желтыми, в результате чего вещества, добавленные с этим поглотителем ультрафиолета, становятся желтыми.
3. Механизм действия бензотриазоловых УФ-поглотителей аналогичен механизму действия бензофенонов. Бензотриазолы имеют широкий диапазон поглощения ультрафиолетовых лучей и могут поглощать свет с длиной волны 300–400 мкм. Он почти не поглощает видимый свет на расстоянии более 400 мкм, поэтому продукт не будет обесцвечен. Кроме того, предполагается, что механизм действия замещенных акрилонитрилов и триазинов поглотителей ультрафиолета заключается в цис-транс-изомеризации, преобразующей световую энергию или высвобождающей безвредную энергию. Замещенные акрилонитрилом поглотители ультрафиолета могут поглощать ультрафиолетовый свет длиной от 290 до 320 Фм, а также не поглощают видимый свет и не вызывают обесцвечивания нанесенного объекта. Трехтипные поглотители ультрафиолета могут поглощать ультрафиолет на расстоянии 300–400 мкм. Поглотители ультрафиолета могут поглощать вспомогательные хромофоры (такие как -NH, -OH, -SOH, -cOOH и т.д.) и хромофорные группы (такие как C:N, N:N, N:O, C) с длинами волн ниже 400~м. . :О и т. д.). Все они связаны с ароматическим ядром. Органический никель также можно использовать в качестве поглотителя ультрафиолетовых лучей, но его обычно классифицируют как гаситель (также известный как дезактиватор или матирующий агент, или гаситель лазерного состояния, гаситель энергии), и его способность поглощать ультрафиолетовые лучи выше, чем что гаситель. Соединение низкое, но оно может предотвратить диссоциацию, вызванную поглощением полимером ультрафиолетовых лучей. Органические комплексы никеля представляют собой молекулы, которые переходят в возбужденные состояния за счет взаимодействия с полимерами во время облучения ультрафиолетовым светом, возвращая возбужденное состояние в основное состояние и преобразуя ультрафиолетовую энергию в низкоэнергетическое спектральное излучение, не вызывая повреждений. , тем самым защищая полимер от повреждений. Поэтому его называют гасителем, потому что его механизм действия отличается от механизма действия обычных поглотителей УФ-излучения. Поглотители УФ-излучения изменяют структуру самих молекул, а гасители рассеивают энергию просто за счет передачи энергии между молекулами. Кроме того, светозащитные агенты Технический углерод, диоксид титана, оксид цинка, цинк-барий и т. д. также являются веществами, способными поглощать или отражать ультрафиолетовые лучи. Между полимером и источником света устанавливается барьер для поглощения или отражения ультрафиолетовых лучей до того, как они достигнут поверхности полимера. Поглощаясь и отражаясь, он блокирует проникновение ультрафиолетовых лучей вглубь полимера. Наиболее эффективным является технический углерод. Поглотители свободных радикалов также представляют собой тип веществ, которые могут обеспечивать фотостабильность. Они представляют собой производные пиперидина с эффектом стерических затруднений и называются фотостабилизаторами затрудненных аминов.
