Los absorbentes ultravioleta pueden absorber fuerte y selectivamente los rayos ultravioleta de alta energía y utilizar la conversión de energía para liberar la energía absorbida como energía térmica o radiación inofensiva de baja energía, evitando así daños a la piel y previniendo daños a los polímeros. La absorción de energía ultravioleta provoca excitación y luego descomposición fotofísica y fotoquímica. Divididos por estructura, incluyen principalmente benzofenonas, salicilatos, benzotriazoles, compuestos sustituidos, triazinas, etc. Los más utilizados en la industria del plástico son las benzofenonas y los benzotriazoles. Los absorbentes de UV de benzofenona son actualmente el tipo de absorbente de UV más utilizado. Absorben casi todo el rango de rayos UV. El mecanismo de fotoestabilidad es el hidrógeno hidroxilo en el anillo de benceno y el grupo carbonilo adyacente en la molécula. Los enlaces de hidrógeno intramoleculares se forman entre oxígenos, formando un anillo de quelación. Cuando se absorbe la energía de la luz ultravioleta, las moléculas sufren vibraciones térmicas, los enlaces de hidrógeno se destruyen y el anillo de quelación se abre, convirtiendo así la dañina luz ultravioleta en inofensiva. Se libera energía térmica nociva. En los absorbentes de ultravioleta de benzofenona, debe haber un grupo hidroxilo en la posición orto; de lo contrario, no se puede utilizar como estabilizador de luz para el polímero. Las variedades representativas típicas de este tipo de absorbentes de UV incluyen UV-53UV-9, etc. La fórmula de estructura molecular UV-531 y los absorbentes de UV de salicilato físico son los primeros tipos de absorbentes de UV utilizados.
1. Los absorbentes de UV de benzofenona son el tipo de absorbente de UV más utilizado. Este tipo de absorbente ultravioleta tiene un efecto de absorción lenta en uV-A, uV-B y uV-C. El grupo cetona y el grupo hidroxilo de la molécula pueden generar enlaces de hidrógeno internos para formar un anillo quelato. Después de absorber la energía luminosa DUV, sufre una vibración térmica de la molécula, destruye los enlaces de hidrógeno internos y abre el anillo de quelato. Convierte la energía de la luz ultravioleta en energía térmica y la libera. Además, el grupo carbonilo de la molécula será absorbido por la energía de la luz ultravioleta absorbida. La excitación produce tautomerismo y genera una estructura enólica. Esto también consume parte de la energía. En este tipo de absorbente de UV, la fuerza del enlace de hidrógeno dentro de la molécula está relacionada con su efecto de fotoestabilidad. Cuanto más fuerte sea el enlace de oxígeno, mayor será la energía necesaria para destruirlo, y cuanta más energía ultravioleta se consuma en la absorción, mejor será el efecto; viceversa. Asimismo. El efecto estabilizador también está relacionado con la longitud de la cadena alcoxi en el anillo de benceno. Si es largo y tiene buena compatibilidad con el polímero, el efecto estabilizador será el adecuado. En los absorbentes de UV a base de benzofenona, debe haber un grupo hidroxilo en la posición orto del grupo carbonilo; de lo contrario, no se puede formar el enlace de hidrógeno interno y no se puede utilizar como absorbente de UV. Los absorbentes de UV con un grupo orto hidroxilo pueden absorber 290 ~ 380 ~ m de rayos ultravioleta, casi sin absorción de luz visible, sin coloración y con buena compatibilidad con polímeros. Si hay dos grupos hidroxilo en la posición orto del grupo carbonilo, puede absorber luz ultravioleta de 300 a 400 fzm y también absorber parte de la luz visible. Debido a la absorción de la luz visible, la luz complementaria se desequilibra, haciendo que los elementos añadidos con este absorbente ultravioleta parezcan amarillos. Los polímeros de alto peso molecular también tienen poca compatibilidad, por lo que sus usos son limitados. Aunque la benzofenona sin grupos o-hidroxilo también tiene la capacidad de absorber rayos ultravioleta, provocará su propia descomposición cuando se expone a la luz, por lo que no es adecuada para su uso como absorbente de rayos ultravioleta.
2. Los absorbentes de rayos UV de salicilato son los primeros que se utilizaron. El salicilato también tiene enlaces de hidrógeno internos en la molécula. La capacidad de este tipo de absorbente ultravioleta para absorber rayos ultravioleta es muy baja al principio y el rango de absorción es extremadamente estrecho (menos de 340 vm). Sin embargo, después de ser irradiado con rayos ultravioleta durante un cierto período de tiempo, su absorción aumenta gradualmente hasta ser absorbido. Esto se debe a que bajo la irradiación ultravioleta se produce un reordenamiento molecular, formando una estructura de benzofenona con una fuerte capacidad de absorción ultravioleta, fortaleciendo así su efecto de absorción ultravioleta. Por eso, la gente lo llama un absorbente ultravioleta pionero. La bishidroxibenzofenona y sus derivados generados tras un reordenamiento molecular pueden absorber parte de la luz visible y aparecer de color amarillo, provocando que las sustancias añadidas con este absorbente ultravioleta se vuelvan amarillas.
3. El mecanismo de acción de los absorbentes de UV de benzotriazol es similar al de las benzofenonas. Los benzotriazoles tienen un amplio rango de absorción de rayos ultravioleta y pueden absorber luz con una longitud de onda de 300~400~m. Apenas absorbe luz visible por encima de 400 ~ m, por lo que el producto no se decolorará. Además, se supone que el mecanismo de acción de los absorbentes ultravioleta de acrilonitrilo y triazina sustituidos es la isomerización cis-trans, que convierte la energía luminosa o libera energía inofensiva. Los absorbentes de ultravioleta sustituidos con acrilonitrilo pueden absorber luz ultravioleta de 290 a 320 Fm y tampoco absorben la luz visible y no provocan que el objeto aplicado se decolore. Los absorbentes ultravioleta de tres tipos pueden absorber luz ultravioleta de 300~400~m. Los absorbentes ultravioleta pueden absorber cromóforos auxiliares (como -NH, -OH, -SOH, -cOOH, etc.) y grupos cromóforos (como C:N, N:N, N:O, C) con longitudes de onda inferiores a 400 ~m. . :O, etcétera). Todos ellos están conectados al núcleo aromático. El níquel orgánico también se puede utilizar como absorbente de rayos ultravioleta, pero generalmente se clasifica como extintor (también conocido como desactivador o agente mateante, o extintor de estado láser, extintor de energía), y su capacidad para absorber rayos ultravioleta es mayor que la el de un extintor. La conexión es baja, pero puede evitar la disociación provocada por la absorción de rayos ultravioleta por parte del polímero. Los complejos orgánicos de níquel son moléculas que se excitan a estados excitados mediante la interacción con polímeros durante la irradiación con luz ultravioleta, devolviendo el estado excitado al estado fundamental y convirtiendo la energía ultravioleta en una emisión espectral de baja energía sin causar daños. , protegiendo así el polímero de daños. Por eso se le llama extintor porque su mecanismo de acción es diferente al de los absorbentes de UV generales. Los absorbentes de rayos UV cambian la estructura de las moléculas mismas, mientras que los extintores disipan energía simplemente mediante la transferencia de energía entre moléculas. Además, los agentes protectores de la luz, el negro de humo, el dióxido de titanio, el óxido de zinc, el bario y el zinc, etc., también son sustancias que pueden absorber o reflejar los rayos ultravioleta. Se establece una barrera entre el polímero y la fuente de luz para absorber o reflejar los rayos ultravioleta antes de que lleguen a la superficie del polímero. Cuando se absorbe y refleja, impide que los rayos ultravioleta penetren profundamente en el polímero. El más eficaz es el negro de humo. Los captadores de radicales libres también son un tipo de sustancia que puede producir fotoestabilidad. Son derivados de piperidina con efectos de impedimento estérico y se denominan fotoestabilizadores de amina impedida.
