Casi todos los plásticos se degradan fácilmente cuando se exponen a la luz ultravioleta, como la luz solar o las luces fluorescentes. Esta degradación puede ocurrir durante el procesamiento o después de que el producto se pone en servicio, y sus síntomas incluyen fragilidad, decoloración y pérdida de propiedades físicas como la resistencia al impacto, la resistencia a la tracción y el color, todo lo cual contribuye a una vida útil más corta de los plásticos. Rayos UV Un ejemplo cotidiano de degradación son las sillas de jardín, que se decoloran y se vuelven quebradizas con el tiempo debido al deterioro del plástico.
Los aditivos estabilizadores UV son compuestos que se agregan para combatir el deterioro del plástico y extender significativamente la vida útil del producto final. Los estabilizadores UV se agregan a niveles muy bajos, típicamente {{0}}.1 – 0.5 por ciento del polímero. Estos aditivos a menudo se pueden combinar con el polímero base durante el proceso de fabricación o se pueden preparar como parte de un lote maestro. Hay muchos aditivos en el mercado para la estabilización UV, incluido el estabilizador inhibidor de UV Amshield de Amcor.
¿Qué es la fotooxidación?
El deterioro de los plásticos provocado por la luz ultravioleta es el resultado de un proceso químico llamado fotooxidación o fotodegradación. La luz ultravioleta degrada los enlaces químicos existentes en la cadena del polímero, lo que debilita el plástico al reducir su peso molecular, lo que resulta en una pérdida de resistencia y otros síntomas indeseables, como se mencionó anteriormente. La degradación molecular, como la fotooxidación, a menudo hace que los plásticos fallen, por lo que es importante comprender estos procesos y cómo evitarlos.
La resistencia a los rayos UV de los polímeros sin protección varía según la estructura y la composición. Algunos plásticos son más susceptibles a la fotooxidación debido a su estructura y grupos funcionales. Los enlaces más susceptibles a la fotooxidación incluyen enlaces carbono-nitrógeno, como nitrilos, amidas y aminas; enlaces carbono-oxígeno, tales como éteres, ésteres, cetonas, ácidos carboxílicos, etc.; enlaces carbono-cloro; enlaces oxígeno-oxígeno, como los peróxidos; y nitrógeno Hidrógeno, como amidas y aminas.
Tipos de estabilizadores UV
Para inhibir el proceso de fotooxidación y proteger el plástico de los dañinos rayos UV, se utilizan estabilizadores UV. Dependiendo del estabilizador UV específico utilizado, la protección UV se puede proporcionar de diferentes maneras. En general, los tipos más comunes de aditivos aparecen como absorbentes UV, extintores o HALS y, en algunos casos, se puede usar más de un aditivo para proporcionar el nivel deseado de estabilización UV.
Absorbedores de UV: con suficiente entrada de luz, los grupos funcionales sensibles (llamados cromóforos) en el polímero generan radicales libres a través de una serie de reacciones. Como sugiere su nombre, esta forma de estabilizador UV absorbe la radiación UV para evitar el inicio de reacciones fotooxidativas. Una vez que se absorbe el calor de la luz ultravioleta, se disipa a través de las cadenas de polímero. El negro es un excelente absorbente de rayos UV, por lo que a menudo se agregan pinturas, tintes o negros de humo elementales para proteger los productos de plástico de los rayos UV. Los benzotriazoles y las hidroxifeniltriazinas también son ejemplos de absorbentes de UV.
Extintores: El proceso de fotooxidación involucra varias reacciones que finalmente producen radicales libres que reaccionan con múltiples enlaces en la cadena del polímero, destruyendo la integridad del plástico. Los extintores actúan extinguiendo la energía generada durante la reacción de fotooxidación y, por lo tanto, son excitados de regreso al estado fundamental donde es menos probable que propaguen la reacción de fotooxidación que produce radicales libres. Los extintores de níquel son un ejemplo de esta forma de estabilizador UV.
HALS: Hindered Amine Light Stabilizer o HALS es un estabilizador UV que ataca y atrapa los radicales libres generados durante la fotooxidación, evitando que reaccionen con la estructura del polímero. La estructura de HALS varía, pero generalmente tiene una estructura de anillo de 2,2,6,6-tetrametilpiperidina.
