Lectura guiada
Los absorbentes ultravioleta pueden absorber fuerte y selectivamente los rayos ultravioleta de alta energía y, en forma de conversión de energía, la energía absorbida se libera y se consume como energía térmica o radiación inofensiva de baja energía, evitando así daños en la piel y evitando la absorción de polímeros ultravioleta. la energía da como resultado excitación y descomposición fotofísica y fotoquímica.
1.El principio del absorbente UV:
El mecanismo de absorción y conversión de energía luminosa de los absorbentes UV varía según el tipo, y se describen a continuación;
l Benzofenonas
Los absorbentes UV de benzofenona son la clase de absorbentes UV más utilizada. Este tipo de absorbente UV tiene un efecto de absorción lento sobre uV-A, uV-B y uV-C. El grupo cetona y el grupo hidroxilo en la molécula pueden generar un enlace de hidrógeno interno para formar un anillo quelante. Después de que absorbe la energía de la luz ultravioleta, se produce la vibración térmica de la molécula, se rompe el enlace de hidrógeno interno y se abre el anillo de quelato. La energía de la luz ultravioleta se convierte en energía térmica y se libera. Además, el grupo carbonilo de la molécula será absorbido por la energía de la luz ultravioleta. Excitado, resultando en tautomerismo. Generar estructura enólica. Esto también consume parte de la energía. En este tipo de absorbente UV, la fuerza del enlace de hidrógeno en la molécula está relacionada con su efecto de fotoestabilización. Cuanto más fuerte sea el enlace del oxígeno, mayor será la energía necesaria para destruirlo, y cuanto más absorbida y consumida sea la energía UV, mejor será el efecto; de lo contrario, lo mismo es cierto. El efecto de estabilización también está relacionado con la longitud de la cadena alcoxi en el anillo de benceno. Si la longitud es larga, la compatibilidad con el polímero es buena. El efecto de estabilización es perfecto. En los absorbentes de UV de benzofenona, debe contener un grupo hidroxilo en la posición orto del grupo carbonilo; de lo contrario, no puede formar un enlace de hidrógeno interno y no se puede usar como absorbente de UV con un grupo orto hidroxilo. Puede absorber 290 ~ 380 ~ m de rayos ultravioleta, casi sin absorción de luz visible, sin coloración y buena compatibilidad con polímeros de alto peso molecular. Si hay dos grupos hidroxilo en la posición orto del grupo carbonilo, puede absorber los rayos ultravioleta de 300-400fzm y también absorber parte de la luz visible. Debido a la absorción de la luz visible, la luz complementaria se desequilibra. Los artículos añadidos con este absorbente ultravioleta aparecen de color amarillo. La compatibilidad de los polímeros moleculares también es pobre. Por lo tanto, su uso es pequeño. Aunque la benzofenona sin o-hidroxilo también tiene la capacidad de absorber los rayos ultravioleta. Sin embargo, se autodescompone después de exponerse a la luz, por lo que no es adecuado para su uso como absorbente ultravioleta.
l salicilatos
Los absorbentes de UV de salicilato son los primeros tipos de absorbentes de UV, y los salicilatos también tienen enlaces de hidrógeno internos en la molécula. La capacidad de este tipo de absorbente ultravioleta para absorber los rayos ultravioleta es muy baja al principio, y el rango de absorción es muy estrecho (menos de 340 vm), pero después de un cierto período de irradiación ultravioleta, su absorción aumenta gradualmente hasta la máxima absorción, que se debe a su reordenamiento molecular que se produce bajo la irradiación ultravioleta, formando una estructura de benzofenona con una fuerte absorción ultravioleta, fortaleciendo así su absorción ultravioleta. Por lo tanto, la gente lo llama un absorbente UV pionero. La bishidroxibenzofenona y sus derivados generados después del reordenamiento molecular pueden absorber parte de la luz visible y aparecer de color amarillo, lo que da como resultado el amarillamiento de la sustancia añadida al absorbente ultravioleta.
l Benzotriazoles
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 ultravioleta y pueden absorber luz con una longitud de onda de 300-400-m. Sin embargo, apenas absorbe la luz visible por encima de los 400~m, por lo que el producto no se inundará.
l Otros tipos de absorbentes de UV
Además, el acrilonitrilo sustituido, absorbente ultravioleta de triazina, se supone que su mecanismo de acción está de acuerdo con la isomerización cis-trans, de modo que la conversión de energía de la luz o la liberación de energía inofensiva. Los absorbentes ultravioleta sustituidos con acrilonitrilo pueden absorber luz ultravioleta de 290-320Fm, no absorben luz visible y no harán que el objeto aplicado se inunde. El absorbente UV Sanhao puede absorber 300~400~m de luz UV. Los absorbentes de UV pueden absorber genes auxocrómicos (como -NH, -OH, -SOH, -cOOH, etc.) y cromóforos (como C:N, N:N, N:O, C) con una longitud de onda inferior a 400~m :O etc). Todos ellos están unidos al núcleo aromático. El organoníquel también se puede utilizar como absorbente de rayos ultravioleta, pero generalmente se clasifica como extintor (también conocido como desactivador o agente matificante, o extintor del estado del láser, extintor de energía), y su capacidad para absorber los rayos ultravioleta es mayor que la conectividad. es bajo, pero puede evitar que el polímero se libere debido a la absorción de los rayos ultravioleta.
Los complejos de níquel orgánico interactúan con las moléculas que se excitan al estado excitado del polímero en el proceso de irradiación con luz ultravioleta, de modo que el estado excitado vuelve al estado fundamental y la energía ultravioleta se convierte en una emisión espectral de baja energía. sin destruirlo. , para proteger el polímero de daños. Por lo tanto, se llama extintor porque su mecanismo de acción es diferente al de los absorbentes ultravioleta generales. El absorbente ultravioleta cambia la estructura de la molécula misma, mientras que el extintor disipa energía a través de la transferencia de energía entre moléculas.
Además, los agentes protectores contra la luz como el negro de humo, el dióxido de titanio, el óxido de zinc, el bario de zinc, etc. también son un tipo de sustancias que pueden absorber o reflejar los rayos ultravioleta. Cuando llega a la superficie del polímero, es absorbido y reflejado, evitando que los rayos ultravioleta penetren profundamente en el polímero. El más eficiente de ellos es el negro de carbón.
Los captadores de radicales también son una clase de sustancias que pueden producir estabilización a la luz. Son derivados de piperidina con efecto de impedimento estérico, y se denominan estabilizadores de luz de amina impedida.
2. la clasificación de los absorbentes de UV:
l Benzofenonas
Los absorbentes de UV de benzofenona son todos derivados de o-hidroxibenzofenona, incluidos los derivados de monohidroxilo, dihidroxilo, trihidroxilo, tetrahidroxilo, etc. Dichos absorbentes de ultravioleta se usan ampliamente en polietileno y polipropileno. , cloruro de polivinilo, ABS, poliestireno, poliamida y otros polímeros altos y el acabado de materiales textiles, tales absorbentes UV tienen buena compatibilidad con la mayoría de los polímeros altos. Buena estabilidad lumínica y térmica. No se descompone a las 200gradoC, pero tiene una fuerte sublimación. Se puede usar en pinturas y plásticos, y la cantidad adicional es {{0}}.1 a 0.5.
l salicilatos
La tasa de absorción de UV de los absorbentes de UV de salicilato es menor que la de las benzofenonas, y la banda de absorción es más estrecha (por debajo de 3409 m), y no es muy estable a la luz UV en sí. Los tenedores pueden absorber la luz visible y hacer que el objeto aplicado sea amarillo, pero su precio es económico. Tiene buena compatibilidad con polímeros altos y se usa en polímeros altos como cuerda de fibra, poliéster, PVC, PE, polivinilideno y poliestireno.
l Benzotriazoles
El rendimiento de los absorbentes ultravioleta de benzotriazol es mejor que el de las benzofenonas, que pueden absorber fuertemente la luz ultravioleta de 310-385pm y apenas absorben la luz visible. Su estabilidad también es buena, pero el precio es más caro.
UV-P puede absorber la luz ultravioleta con una longitud de onda de 270-380nm, apenas absorbe la luz visible y tiene una coloración inicial baja. Se utiliza principalmente en cloruro de polivinilo, poliestireno, poliéster insaturado, policarbonato, metacrilato de polimetilo, polietileno, ABS y otros productos, especialmente adecuado para productos incoloros, transparentes y de colores claros. Pero no enjabonar, porque se disuelve en el jabón alcalino, tornando la fibra de color amarillo. uV-326 puede absorber eficazmente la luz ultravioleta con una longitud de onda de 270-380nm, y se utiliza principalmente en poliolefina, cloruro de polivinilo, poliéster insaturado, poliamida, resina epoxi, ABS, poliuretano y otros productos. Se estabiliza bien. Es insensible a los iones metálicos, tiene baja volatilidad, tiene efecto antioxidante y es fácil de teñir en la etapa inicial. uV-327 puede absorber fuertemente la luz ultravioleta con una longitud de onda de 270-300nm, y es adecuado para polietileno, polipropileno, cloruro de polivinilo, metacrilato de polimetilo, poliuretano de polioximetileno, ABS, resina epoxi, etc. Tiene buena química estabilidad, baja volatilidad, baja toxicidad y buena compatibilidad con poliolefinas. uV-54l1 absorbe la luz ultravioleta en un amplio rango, el pico máximo de absorción es de 345nm en etanol) es muy utilizado en poliestireno, polimetilmetacrilato, poliéster insaturado, PVC rígido, policarbonato, ABS, etc. Su volatilidad es pequeña y la propiedad de coloración inicial no es grande.
l Triazinas
Los absorbentes de UV de triazina tienen una alta capacidad de absorción de luz UV en el rango de 280-380nm. En comparación con los estabilizadores de benzotriazol, la capacidad de absorción es un tipo de estabilizador de luz de absorción eficiente. Es un derivado de 2-hidroxifeniltriazina y contiene un grupo hidroxilo en la posición orto. El efecto de absorción ultravioleta de estos compuestos está relacionado con el número de grupos hidroxilo adyacentes. Cuanto mayor sea el número de grupos hidroxilo adyacentes, mayor será la capacidad de absorber la luz ultravioleta. La introducción de diferentes sustituyentes puede reducir la basicidad del anillo de s-triazina, pero mejorar la solidez a la luz del compuesto y la compatibilidad con la resina. 327. Las desventajas son la mala compatibilidad con los polímeros y también la coloración de la aplicación. El derivado de o-hidroxifenildifeniltriazina desarrollado por Ciba-Geigy Company es un absorbente de UV autodispersante catiónico con buenas propiedades de solidez a la sublimación y fijación térmica, que se puede utilizar para teñido a alta temperatura, teñido de almohadilla y teñido. impresión.
l Sustituir acrilonitrilo
Este tipo de absorbente UV puede absorber 310~320~m de luz UV, pero la tasa de absorción es baja. Tiene buena estabilidad química y compatibilidad con polímeros altos. N-53 absorbe fuertemente los rayos ultravioleta con una longitud de onda de 270 a 350 nm. Es adecuado para cloruro de polivinilo, resina de acetal, poliolefina, resina epoxi, poliamida, resina de ácido acrílico, poliuretano, resina de urea-formaldehído y nitrocelulosa, etc. Especialmente adecuado para productos de cloruro de polivinilo. Buena resistencia a los álcalis. Soluble en tolueno, metiletilcetona, acetato de etilo, etc., ligeramente soluble en etanol y metanol e insoluble en agua. La dosis es generalmente de 0,1 por ciento a 0,5 por ciento. N-539 es un líquido amarillo claro, soluble en solventes orgánicos comunes. Insoluble en agua, puede dar a los productos una excelente estabilidad fototérmica y tiene buena compatibilidad con las resinas. No colorea. Se puede utilizar para diversos materiales sintéticos.
3. la aplicación de absorbentes UV en textiles:
Ha habido mucho interés en los tejidos resistentes a los rayos UV en los últimos años. Los kimonos de fibra resistentes a los rayos UV se desarrollaron por primera vez en Japón
En China también se han llevado a cabo investigaciones para producir ropa deportiva anti-ultravioleta, medias, sombreros y sombrillas. Lugar
Los materiales básicos utilizados son los absorbentes de ultravioleta mencionados anteriormente, siendo los más utilizados las benzofenonas.
l Fabricación de fibras resistentes a los rayos UV
Use absorbentes de UV y agentes protectores (como ZnO, TiO2, etc.) para mezclarlos con las fibras para hilar y hacer fibras resistentes a los rayos UV. Las telas tejidas son mejores que el método de aplicación posterior al acabado en términos de estilo y lavabilidad. . Esta fibra puede sombrear el 60 por ciento de los rayos ultravioleta de la luz. Bajo la luz solar directa, la temperatura de la prenda se puede bajar 4grado, y ahora se ha comercializado.
l Después de terminar el método para aplicar el absorbente UV
El método de aplicación de absorbentes UV a la ropa o telas varía según el tipo de absorbente UV. Una es aplicar absorbentes de ultravioleta que puedan formar puentes de hidrógeno con los grupos hidroxilo de la celulosa, los grupos amida de las poliamidas, los grupos amino de la lana y la seda en el baño de tintura o suavizante y teñir las fibras al mismo tiempo. Teñido por inmersión, teñido por almohadilla o método de impresión o aplicación de acabado suave. Ciba-Geigy y Clariant han desarrollado estos productos. Si se usa un absorbente UV de benzofenona, como Uvinul DP-uV de BASF, contiene dos grupos hidroxilo. Puede formar enlaces de hidrógeno con fibras de celulosa, lana, seda y poliamida y tiene afinidad. Puede teñir fibras y puede usarse para el tratamiento de teñido por inmersión. La dosis es DP-uV 10-20 (OWf). Tratar a los 80gradodurante 30 min. Método de teñido pad DP-uV 10O-También se pueden usar Z00g/L. Añadir suavizante 30g/L, pad dye a 60gradoy secar a 100gradodurante 3 min. También se puede utilizar en combinación con un agente impermeabilizante. Se puede convertir en una carpa anti-ultravioleta, con un impermeabilizante de 60g/L. DP uV 80-150g/L, un catalizador (como MgCI 2·6H2O) 5g/L. Relleno, secado y horneado (150gradoC durante 2 minutos). Este método de aplicación puede lograr el efecto de la resistencia al lavado y la tasa de protección de los rayos ultravioleta de 280 a 400 vm puede alcanzar más del 85 por ciento.
l Método para hacer microcápsulas y luego aplicarlas a tejidos.
El absorbedor ultravioleta se transforma en microcápsulas mediante tecnología de microcápsulas, y su cápsula se fabrica preferiblemente con polímeros de alto peso molecular, como estireno y acrilato, y las microcápsulas se fabrican mediante el método de microcápsulas durante la polimerización. El absorbente UV se envuelve en el núcleo de la cápsula y luego las microcápsulas se fijan en la tela con adhesivos y agentes de reticulación, que pueden convertirse en textiles con una tasa de protección UV de más de 85. Las microcápsulas pueden liberar el absorbente UV lentamente. El propósito de una protección UV eficaz.
l Usando el método de aplicación de recubrimiento
El absorbente ultravioleta se añade al agente de recubrimiento. Se llevan a cabo el recubrimiento, el secado y el horneado, y también se pueden agregar otros agentes de acabado funcionales al líquido de recubrimiento. Tienda y sombrero hechos por este método. El método es simple, pero aún se mejoran la resistencia a la intemperie y la resistencia al lavado.
