Sinaran ultraungu (UV) ialah salah satu punca utama-penuaan dan degradasi foto dalam polimer, tekstil, salutan, plastik dan bahan organik lain. Pendedahan yang berpanjangan kepada cahaya UV boleh menyebabkan perubahan warna, kehilangan kekuatan mekanikal, keretakan, kemerosotan permukaan dan hayat perkhidmatan yang berkurangan.Penyerap UVoleh itu digunakan secara meluas sebagai komponen pentingsistem penstabilan cahaya.
Penyerap UVmenyerap sinaran ultraungu-bertenaga tinggi secara terpilih, terutamanya dalam julat panjang gelombang tertentu, dan menukar tenaga yang diserap kepada bentuk yang kurang berbahaya, terutamanya melalui kelonggaran molekul dan pelesapan haba. Dengan mengurangkan jumlah tenaga UV yang sampai ke matriks polimer, ia membantu meminimumkan-degradasi fotofizikal dan fotokimia yang disebabkan oleh UV.
一, Prinsip Penyerap UV
Pelbagai jenisPenyerap UVmenggunakan struktur dan mekanisme molekul yang berbeza untuk memberikan perlindungan terhadap sinaran ultraungu. Keluarga kimia yang paling biasa termasukpenyerap UV benzophenone, penyerap UV benzotriazole, penyerap UV salisilat, dan penyerap UV triazine. Teknologi penstabilan cahaya-lain, sepertiHALS (Penstabil Cahaya Amine Terhalang)dan ejen penyaringan cahaya-, juga boleh digabungkan ke dalam sistem penstabilan.
1. Penyerap UV Benzophenone
Penyerap UV Benzophenoneadalah salah satu kelas penstabil UV organik yang terawal dan paling banyak digunakan. Struktur molekul mereka umumnya mengandungi kumpulan karbonil dan hidroksil yang mampu membentuk ikatan hidrogen intramolekul.
Apabila molekul menyerap sinaran UV, tenaga yang diserap dilesapkan melalui pengujaan molekul dan proses kelonggaran seterusnya. Ikatan hidrogen intramolekul memainkan peranan penting dalam-mekanisme pemindahan tenaga ini. Reka bentuk molekul yang betul boleh membolehkan penyerap melindungi polimer dengan cekap sambil meminimumkan penyerapan dalam kawasan cahaya-yang boleh dilihat.
Corak penggantian molekul benzofenon juga mempengaruhinyaJulat penyerapan UV, kestabilan foto, keserasian polimer dan ciri warna. Faktor ini menentukan kesesuaiannya untuk plastik, salutan, tekstil dan aplikasi lain yang berbeza.
2. Penyerap UV Salisilat
Penyerap UV salisilatadalah antara penstabil UV organik terawal yang digunakan secara komersial. Penyerapan UV mereka agak terhad berbanding dengan sistem benzotriazole dan triazine yang lebih maju.
Sesetengah sebatian salisilat mengalami perubahan struktur semasa pendedahan UV, yang boleh mengubah suai ciri penyerapannya. Oleh kerana julat penyerapan dan had prestasi yang agak sempit, penggunaannya telah menjadi lebih khusus sebagai generasi baruPenstabil UVtelah dibangunkan.
3. Penyerap UV Benzotriazole
Penyerap UV Benzotriazoleialah kelas penting penstabil UV organik-berprestasi tinggi. Ia biasanya memberikan penyerapan yang luas dalam kawasan UV-A dan UV-B, biasanya meliputi panjang gelombang kira-kira 300–400 nm, sambil menunjukkan penyerapan yang agak rendah dalam julat yang boleh dilihat. Gabungan ini amat berguna kerana ia membenarkan bahan menerimaPerlindungan UVtanpa menjejaskan warna dan rupa asalnya dengan ketara.
Produk sepertiUV-326, UV-328, UV-329 dan UV-234tergolong dalam keluarga benzotriazole dan dikaji atau digunakan secara meluas dalam penstabilan polimer, salutan, plastik, dan aplikasi lain. Kesesuaian sebenar mereka bergantung pada jenis polimer, keadaan pemprosesan, keperluan kawal selia, dan hayat perkhidmatan yang diperlukan.
4. Teknologi Penstabilan UV Lain
Selain benzofenon dan benzotriazole,penyerap UV triazinesemakin penting dalam-polimer berprestasi tinggi dan aplikasi salutan. Struktur molekul mereka membolehkan penyerapan UV yang kuat, terutamanya di kawasan kira-kira 300-400 nm, dan boleh memberikan perlindungan yang berkesan di bawah keadaan pendedahan luar yang menuntut.
Penyerap UVbukan satu-satunya bahan yang digunakan untuk penstabilan cahaya. Pigmen dan pengisi saringan ringan-, termasukkarbon hitam, titanium dioksida, dan zink oksida, boleh melindungi polimer dengan menyerap, menyerakkan atau memantulkan sinaran UV sebelum ia meresap jauh ke dalam bahan.
Satu lagi kategori penting ialahPenstabil Cahaya Amine Terhalang (HALS). Tidak seperti konvensionalPenyerap UV, HALS berfungsi terutamanya dengan menghalang-tindak balas radikal bebas yang terlibat dalam-penurunan oksidatif foto. Untuk aplikasi yang menuntut, penyerap UV dan HALS sering digunakan bersama kerana ia menyediakan mekanisme perlindungan pelengkap.
2, Aplikasi Penyerap UV dalam Tekstil
Permintaan untukTekstil pelindung UV-telah meningkat apabila pengguna dan pengilang menjadi lebih mengambil berat tentang perlindungan daripada pendedahan ultraungu yang berpanjangan. Fabrik pelindung UV-digunakan dalam pakaian sukan, pakaian luar, topi, payung, langsir, khemah dan produk lain yang direka bentuk untuk persekitaran luar.
Satu pendekatan adalah untuk menggabungkanPenyerap UVatau bahan penapisan UV-terus ke dalam gentian polimer semasa proses berputar. Bahan seperti titanium dioksida dan zink oksida boleh dimasukkan ke dalam sistem gentian yang sesuai untuk meningkatkan prestasi menyekat UV. Oleh kerana komponen pelindung UV-digabungkan ke dalam gentian itu sendiri, pendekatan ini boleh memberikan ketahanan yang lebih baik daripada beberapa rawatan permukaan konvensional.
Pendekatan lain ialahselepas-aplikasi rawatan penyerap UV. Bergantung pada struktur kimia penyerap UV dan jenis gentian tekstil, agen pelindung UV-boleh diperkenalkan semasa proses pencelupan, pelapik, kemasan, pencetakan atau pelembutan. Interaksi antara penyerap UV dan kumpulan berfungsi dalam gentian seperti selulosa, poliamida, bulu, dan sutera boleh mempengaruhi penetapan dan ketahanannya.
Teknologi mikroenkapsulasimenyediakan kaedah lain untuk menggunakan penyerap UV pada tekstil. Dalam pendekatan ini, penyerap UV dimasukkan ke dalam kapsul mikroskopik dan kemudian dipasang pada tekstil menggunakan pengikat yang sesuai. Mikroenkapsulasi boleh meningkatkan pengedaran bahan aktif dan mungkin memberikan perlindungan UV yang lebih tahan lama bergantung pada struktur kapsul, sistem pengikat dan proses kemasan.
Teknologi salutan juga digunakan untuk terpilihProduk tekstil pelindung UV-. Penyerap UV boleh dimasukkan ke dalam rumusan salutan dan digunakan pada bahan seperti khemah, fabrik luar, penutup pelindung, dan topi. Selepas salutan, pengeringan dan pengawetan, lapisan yang terhasil menyediakan penghalang tambahan terhadap sinaran UV. Walau bagaimanapun, ketahanan-jangka panjang, rintangan cuaca, fleksibiliti dan kelincahan pencucian salutan perlu dipertimbangkan semasa penggubalan.
3, Memilih Penyerap UV yang Betul
Pemilihan yang sesuaiPenyerap UVtidak harus berdasarkan semata-mata pada panjang gelombang penyerapan UVnya. Keserasian polimer, kestabilan terma, kemeruapan, warna, kepekatan, suhu pemprosesan, keadaan luluhawa dan keperluan kawal selia semuanya perlu dipertimbangkan.
Sebagai contoh, UV-326ialah penyerap UV jenis benzotriazole-yang boleh dipertimbangkan untuk plastik, salutan dan sistem polimer terpilih. Produk lain sepertiUV-328, UV-329 dan UV-234mempunyai struktur molekul dan ciri prestasi yang berbeza. Pilihan terbaik bergantung pada formulasi khusus dan keperluan aplikasi.
Untuk bahan-berprestasi tinggi, gabunganPenyerap UV, HALS, dan antioksidanboleh memberikan perlindungan yang lebih menyeluruh terhadap-penurunan oksidatif foto daripada penstabil tunggal. Oleh itu, perumus hendaklah menilai keseluruhannyasistem penstabilan polimerdaripada memilih bahan tambahan individu secara berasingan.
Memandangkan permintaan untuk-plastik tahan lama, salutan, gentian dan bahan luar terus meningkat,Penyerap UVkekal sebagai alat penting untuk mempertingkatkan rintangan kepada{0}}degradasi yang disebabkan oleh ultraungu. Keluarga kimia yang berbeza, termasukbenzofenon, benzotriazole, salisilat, dan penyerap UV triazine, menawarkan ciri penyerapan dan profil prestasi yang berbeza.
Pada masa yang sama, modenPenstabilan UVsemakin bergerak ke arah sistem bersepadu yang menggabungkan penyerap UV denganHALS, antioksidan dan ejen penyaringan-cahaya. Dengan memilih teknologi penstabilan yang sesuai mengikut polimer, keadaan pemprosesan dan persekitaran-penggunaan akhir, pengeluar boleh meningkatkan pengekalan warna, rintangan cuaca dan-ketahanan jangka panjang produk mereka.
