1. ¿Qué es un estabilizador de luz?
La luz del sol es una onda electromagnética. Cuando atraviesa el espacio y la capa de ozono, se filtran casi todos los rayos por debajo de 290nm y por encima de 3000nm. Las ondas electromagnéticas que realmente alcanzan el suelo son 290nm~3000nm, de las cuales el rango de longitud de onda es 400~800nm (alrededor del 40 por ciento) es luz visible, la longitud de onda de aproximadamente 800-3000nm (alrededor del 55 por ciento) es infrarrojo y la longitud de onda de aproximadamente 290-400nm (solo el 5 por ciento) es ultravioleta.
Los rayos ultravioleta de la luz solar son la razón principal del efecto de envejecimiento de los materiales poliméricos. Aunque la luz ultravioleta solo representa alrededor del 5 por ciento de la luz solar, tiene mucha energía. Después de que el producto de polímero absorbe los rayos ultravioleta, es suficiente para que el polímero se auto-oxide y se degrade, destruya los enlaces químicos del polímero, lo rompa y entrecruce, y provoque la apariencia y las propiedades físicas y mecánicas del producto de polímero. deteriorarse y la resistencia se reduce. , vida acortada. Este proceso se llama fotoredox o fotoenvejecimiento. Los rayos ultravioleta también pueden atravesar la capa superficial de la piel de una persona, destruyendo las células de la piel, causando que la piel se endurezca gradualmente y pierda su elasticidad, se arrugue y acelere el envejecimiento.
El estabilizador de luz es un aditivo para productos poliméricos (como plásticos, caucho, revestimientos, fibras sintéticas), que puede proteger o absorber la energía ultravioleta, apagar el oxígeno singulete y descomponer los hidroperóxidos en sustancias inactivas. , bajo la irradiación de la luz, el polímero puede excluir o ralentizar la posibilidad de una reacción fotoquímica, prevenir o retrasar el proceso de fotoenvejecimiento, para lograr el propósito de prolongar la vida útil de los productos poliméricos.
2. Tipos de estabilizadores de luz
l Agente de protección contra la luz: este es un tipo de sustancia que puede proteger o reflejar los rayos ultravioleta, de modo que la luz no pueda penetrar en el interior del polímero, protegiendo así al polímero. Los agentes de protección contra la luz incluyen pigmentos inorgánicos como el negro de humo y el óxido de titanio, y pigmentos orgánicos como el azul de ftalocianina y el verde de ftalocianina, entre los cuales el negro de humo tiene el mejor efecto de protección.
l Absorbedor ultravioleta: su función puede absorber eficazmente los rayos ultravioleta con una longitud de onda de 290-410nm, pero rara vez absorbe la luz visible, y tiene buena estabilidad térmica y estabilidad a la luz. Según su estructura química se puede dividir en: o-hidroxibenzofenonas, benzotriazoles, salicilatos, triazinas y acrilonitrilos sustituidos. Se utiliza como estabilizador de luz auxiliar y estabilizador de luz obstaculizada, especialmente en poliolefinas o recubrimientos.
l Quencher: puede aceptar la energía absorbida por el cromóforo en el plástico y emitir la energía en forma de calor, fluorescencia o fosforescencia, protegiendo así al polímero del daño de los rayos UV. Tiene un buen efecto de estabilización sobre los polímeros y se usa principalmente en películas y fibras. Principalmente algunos quelatos de níquel orgánico divalente. Los estabilizadores de luz de organoníquel tienen un buen desempeño, pero pueden ser reemplazados por otros inhibidores no tóxicos o de baja toxicidad debido a la toxicidad de los iones de metales pesados.
l Eliminador de radicales libres: este tipo de estabilizador de luz puede capturar los radicales libres activos generados en el polímero, inhibiendo así el proceso de fotooxidación y logrando el propósito de estabilización de luz. Principalmente estabilizadores de luz de aminas impedidas (HALS). Es el nuevo tipo de estabilizador de luz de alta eficiencia más prometedor, y la tasa de crecimiento de la demanda anual promedio en el mundo es del 20 al 30 por ciento.
l Descomponedor de hidroperóxido: Es uno de los estabilizadores de luz de amina impedida. Los polímeros pueden generar hidroperóxidos durante el almacenamiento y el procesamiento, lo que resulta en la degradación fotooxidativa de los polímeros, y los descomponedores de hidroperóxido pueden descomponer los peróxidos, generar radicales nitrógeno-oxígeno estables y capturar aún más los radicales libres, inhibiendo así la degradación del polímero.
3. Desventajas de los estabilizadores de luz
l El agente de protección contra la luz tiene un buen efecto protector y un precio bajo, pero tiene propiedades colorantes y de protección contra la luz, y solo es adecuado para materiales opacos;
l Los absorbentes de UV tienen una amplia gama de aplicabilidad, pero debido a su efecto protector, no pueden proteger eficazmente la superficie de productos y productos delgados. Al mismo tiempo, debido a que son compuestos orgánicos puros, también hay extracción volátil, glaseado, migración y solvente. Desventajas, que no solo afectan la persistencia de su desempeño, sino que también conducen a la contaminación del medio ambiente;
l El extintor de estado excitado y el descomponedor de hidroperóxido tienen alta fotoestabilidad, baja volatilidad, poca floración y migración, y son resistentes a la extracción, lo que puede proteger eficazmente la superficie de productos y productos delgados. Sin embargo, el color es oscuro, la toxicidad y la contaminación ambiental son grandes, y se descompondrá y cambiará de color a altas temperaturas, lo que tiene un efecto de compensación con aditivos que contienen azufre;
l El eliminador de radicales libres es de color claro, tiene un excelente efecto de estabilización de la luz y puede proteger eficazmente la superficie de productos y productos delgados. Sin embargo, debido a su alcalinidad, tiene un efecto antagónico con sustratos ácidos y aditivos. El ambiente ácido afectará su rendimiento. Al mismo tiempo, como el absorbente de UV, debido a que es un compuesto orgánico puro, también tiene desventajas como volatilidad, floración, migración y extracción.
4. Ejemplos del mecanismo de acción de los estabilizadores de luz.
1. UVA
2. HALS
