УФ-поглотители представляют собой класс веществ, которые предотвращают деградацию полимеров, вызванную солнечным светом или другим искусственным ультрафиолетовым излучением, и являются типом светостабилизатора. Поскольку солнечный свет содержит большое количество ультрафиолетового света, вредного для цветных объектов, длина волны которого составляет около 290-460 нм, этот вредный ультрафиолетовый свет в конечном итоге разлагает и обесцвечивает цветные молекулы посредством химического окислительно-восстановительного потенциала, а использование ультрафиолетовые поглотители для защиты объектов могут быть реализованы для эффективного предотвращения или ослабления повреждения их цвета. После добавления УФ-поглотителя он может выборочно поглощать этот высокоэнергетический УФ-свет и превращать его в безвредную энергию для высвобождения или потребления. Из-за разных типов полимеров длины волн ультрафиолетовых лучей, вызывающих их порчу, также различны. Различные поглотители ультрафиолета могут поглощать ультрафиолетовые лучи с различной длиной волны. При использовании поглотители ультрафиолета следует выбирать в соответствии с типом полимера.
Механизм и применение поглотителя ультрафиолета
УФ поглотитель
УФ-поглотители представляют собой класс веществ, которые предотвращают деградацию полимеров, вызванную солнечным светом или другим искусственным ультрафиолетовым излучением, и являются типом светостабилизатора. Поскольку солнечный свет содержит большое количество ультрафиолетового света, вредного для цветных объектов, длина волны которого составляет около 290-460 нм, этот вредный ультрафиолетовый свет в конечном итоге разлагает и обесцвечивает цветные молекулы посредством химического окислительно-восстановительного потенциала, а использование ультрафиолетовые поглотители для защиты объектов могут быть реализованы для эффективного предотвращения или ослабления повреждения их цвета. После добавления УФ-поглотителя он может выборочно поглощать этот высокоэнергетический УФ-свет и превращать его в безвредную энергию для высвобождения или потребления. Из-за разных типов полимеров длины волн ультрафиолетовых лучей, вызывающих их порчу, также различны. Различные поглотители ультрафиолета могут поглощать ультрафиолетовые лучи с различной длиной волны. При использовании поглотители ультрафиолета следует выбирать в соответствии с типом полимера.
Механизм УФ-поглотителей
1. Причина, по которой поглотители ультрафиолета могут поглощать ультрафиолет, связана со строением сопряженной π-электронной системы и со структурой, способной перемещать атомы водорода в молекулах этих соединений. У некоторых есть только первая часть.
2. Структурная молекула поглотителя ультрафиолета содержит по крайней мере один орто-гидроксифенильный заместитель. В соединениях этого типа хелатное кольцо образовано орто-гидроксильной группой и атомом азота или атомом кислорода. После поглощения ультрафиолетового света водородная связь разрывается, и молекула разрывается. При изомеризации внутримолекулярная структура подвергается тепловым колебаниям, разрушается водородная связь, раскрывается хелатное кольцо и изменяется внутримолекулярная структура, которая преобразует вредный ультрафиолет в безвредную тепловую энергию, тем самым защищая материал.
3. В этом процессе образующееся в молекуле хелатирующее кольцо является ключом к ее функции поглощения ультрафиолетовых лучей. Энергочувствительный диапазон раскрытия этого кольца точно соответствует ультрафиолетовому энергетическому диапазону с длиной волны 290-400 нм.
4. Кроме того, как поглотитель ультрафиолета, он должен быть способен не вступать в фотохимическую реакцию под действием ультрафиолетового или видимого света; хорошая устойчивость к химикатам и воде, хорошая термостойкость; низкая волатильность; Хорошая совместимость и отсутствие экстракции растворителем.
Условия, которым должны соответствовать УФ-поглотители
1. Может сильно поглощать ультрафиолетовые лучи (особенно с длиной волны 290-400нм);
2. Хорошая термическая стабильность, она не изменится из-за тепла даже во время обработки, а термическая летучесть невелика;
3. Хорошая химическая стабильность, отсутствие побочных реакций с компонентами материала в продукте;
4. Хорошая смешиваемость, может быть равномерно распределена в материале, без обледенения, без экссудации;
5. Сам поглотитель обладает хорошей фотохимической стабильностью, не разлагается, не обесцвечивается;
6. Бесцветный, нетоксичный и без запаха;
7. Устойчив к погружению;
8. Дешево и легко получить;
9. Нерастворимый или нерастворимый в воде.
Классификация УФ-поглотителей
По химической структуре УФ-поглотители можно разделить на салицилаты, бензофеноны, бензотриазолы, замещенные акрилонитрилы, триазины и стерически затрудненные амины.
Бензотриазолы
Этот тип соединения является продуктом с наибольшим выходом и самым разнообразным среди поглотителей ультрафиолета, и исследования в стране и за рубежом также очень активны. Синтез бензотриазольных поглотителей УФ-излучения обычно осуществляется путем диазотирования ароматических аминов с образованием солей диазония, а соли диазония смешивают с фенольными соединениями с образованием промежуточных азопигментов, которые затем замыкают цикл восстановлением.
Бензофеноны
По мощности и разнообразию этот тип УФ-поглотителя уступает только бензотриазолу.
Синтетический путь представляет собой в основном двухстадийную реакцию, а именно синтез 2,4-дигидроксибензофенона и синтез алкоксибензофенона.
Направление исследований УФ-поглотителя
1. Высокая молекулярная масса
Снижают летучесть добавок и уменьшают потери в ходе реакции
2. Многофункциональный
Сделайте молекулу стабилизатора с различными функциональными группами одновременно, играя различные стабилизирующие эффекты (термостабилизатор, антиоксидант...)
3. Реактивность
Ввести реактивные группы в молекулу светостабилизатора для связывания с базовым полимером во время обработки, тем самым постоянно присутствуя в полимерном материале.
Применение УФ-поглотителей
1. Из-за разных типов полимеров длины волн ультрафиолетовых лучей, которые их разлагают, также различны. Различные поглотители ультрафиолета могут поглощать ультрафиолетовые лучи с различной длиной волны. При использовании поглотители ультрафиолета следует выбирать в соответствии с типом полимера.
2. УФ-поглотители, используемые в косметике, могут уменьшать или полностью поглощать УФ-лучи и защищать кожу. Однако, если он используется чрезмерно или используется запрещенный УФ-поглотитель, он будет раздражать кожу и вызывать кожную аллергию.
