Az UV-abszorberek olyan anyagok osztálya, amelyek megakadályozzák a polimerek napfény vagy más mesterséges UV-fény által okozott lebomlását, és egyfajta fénystabilizátor. Mivel a napfény nagy mennyiségű, a színes tárgyakra káros ultraibolya fényt tartalmaz, amelynek hullámhossza kb. 290-460 nm, ezért ezek a káros ultraibolya fények a kémiai redox hatására végül lebontják és elhalványítják a színmolekulákat. Az objektumok védelmét szolgáló ultraibolya abszorberek hatékonyan megelőzhetők vagy gyengíthetők színkárosodásuk. UV-abszorber hozzáadása után szelektíven elnyeli ezt a nagy energiájú UV-fényt, és ártalmatlan energiává alakítja kibocsátásra vagy fogyasztásra. A polimerek különböző típusai miatt az ultraibolya sugarak hullámhossza is eltérő, ami miatt romlik. A különböző ultraibolya abszorberek különböző hullámhosszú ultraibolya sugarakat képesek elnyelni. Használatkor az ultraibolya abszorbereket a polimer típusának megfelelően kell kiválasztani.
Az ultraibolya abszorber mechanizmusa és alkalmazása
UV-elnyelő
Az UV-abszorberek olyan anyagok osztálya, amelyek megakadályozzák a polimerek napfény vagy más mesterséges UV-fény által okozott lebomlását, és egyfajta fénystabilizátor. Mivel a napfény nagy mennyiségű, a színes tárgyakra káros ultraibolya fényt tartalmaz, amelynek hullámhossza kb. 290-460 nm, ezért ezek a káros ultraibolya fények a kémiai redox hatására végül lebontják és elhalványítják a színmolekulákat. Az objektumok védelmét szolgáló ultraibolya abszorberek hatékonyan megelőzhetők vagy gyengíthetők színkárosodásuk. UV-abszorber hozzáadása után szelektíven elnyeli ezt a nagy energiájú UV-fényt, és ártalmatlan energiává alakítja kibocsátásra vagy fogyasztásra. A polimerek különböző típusai miatt az ultraibolya sugarak hullámhossza is eltérő, ami miatt romlik. A különböző ultraibolya abszorberek különböző hullámhosszú ultraibolya sugarakat képesek elnyelni. Használatkor az ultraibolya abszorbereket a polimer típusának megfelelően kell kiválasztani.
Az UV-elnyelők mechanizmusa
1. Az ultraibolya abszorberek elnyelhetik az ultraibolya fényt, ami a konjugált π-elektron rendszer szerkezetének és a hidrogénatomok mozgatására alkalmas szerkezetnek köszönhető ezen vegyületek molekuláiban. Némelyiknek csak az előbbi része van.
2. Az ultraibolya abszorber szerkezeti molekulája legalább egy orto-hidroxi-fenil szubsztituenst tartalmaz. Az ilyen típusú vegyületekben az orto-hidroxilcsoport és a nitrogénatom vagy oxigénatom kelátgyűrűt képez. Az ultraibolya fény elnyelése után a hidrogénkötés megszakad és a molekula megszakad. Izomerizáció, az intramolekuláris szerkezet hőrezgésen megy keresztül, a hidrogénkötés megsemmisül, a kelátgyűrű felnyílik, és megváltozik az intramolekuláris szerkezet, ami a káros ultraibolya fényt ártalmatlan hőenergiává alakítja, ezáltal védi az anyagot.
3. Ebben a folyamatban a molekulában képződő kelátképző gyűrű a kulcsa az ultraibolya sugarak elnyelő funkciójának. A gyűrű kinyitásának energiaérzékeny tartománya pontosan a 290-400 nm hullámhosszú ultraibolya energiatartomány.
4. Ezen túlmenően ultraibolya elnyelőként képesnek kell lennie arra, hogy ne végezzen fotokémiai reakciót ultraibolya fény vagy látható fény hatására; jó stabilitás vegyszerekkel és vízzel szemben, jó termikus stabilitás; alacsony volatilitás; Jó kompatibilitás és nincs oldószeres extrakció.
Feltételek, amelyekkel az UV-elnyelőknek rendelkezniük kell
1. Erősen elnyeli az ultraibolya sugarakat (különösen a 290-400nm hullámhosszúságot);
2. Jó hőstabilitás, még a feldolgozás során sem változik a hő hatására, és a termikus illékonyság kicsi;
3. Jó kémiai stabilitás, nincs káros reakció a termékben lévő anyagkomponensekkel;
4. Jó keverhetőség, egyenletesen oszlik el az anyagban, nem fagy, nincs váladékozás;
5. Maga az abszorber jó fotokémiai stabilitással rendelkezik, nem bomlik, nincs elszíneződés;
6. Színtelen, nem mérgező és szagtalan;
7. Ellenáll a bemerülésnek;
8. Olcsó és könnyen beszerezhető;
9. Vízben oldhatatlan vagy oldhatatlan.
Az UV-elnyelők osztályozása
Kémiai szerkezetük szerint az UV-abszorberek szalicilátok, benzofenonok, benzotriazolok, szubsztituált akrilnitrilek, triazinok és gátolt aminok csoportjába sorolhatók.
Benzotriazolok
Ez a fajta vegyület az ultraibolya abszorberek közül a legnagyobb kibocsátással és a legváltozatosabb termékkel, valamint a hazai és külföldi kutatások is igen aktívak. A benzotriazol UV-abszorberek szintézise általában aromás aminok diazotálásával diazónium sókká alakul, és a diazóniumsókat fenolos vegyületekkel kapcsolják, hogy közbenső azo pigmenteket képezzenek, amelyeket azután redukcióval gyűrűzárnak.
Benzofenonok
Az ilyen típusú UV-elnyelők teljesítménye és változatossága a második a benzotriazol után.
A szintetikus út alapvetően egy kétlépéses reakció, nevezetesen a 2,4-dihidroxi-benzofenon szintézise és az alkoxibenzofenon szintézise.
Az UV-elnyelő kutatási iránya
1. Nagy molekulatömeg
Csökkentse az adalékanyagok illékonyságát és csökkentse a reakció során keletkező veszteségeket
2. Többfunkciós
Különböző funkciós csoportokat tartalmazó stabilizáló molekula készítése egyszerre, többféle stabilizáló hatás (termikus stabilizátor, antioxidáns...)
3. Reaktivitás
Vigyen be reaktív csoportokat a fénystabilizátor molekulába, hogy a feldolgozás során az alappolimerhez kötődjenek, és ezáltal tartósan jelen legyenek a polimer anyagban
UV-abszorberek alkalmazása
1. A különböző típusú polimerek miatt az azokat lebontó ultraibolya sugarak hullámhossza is eltérő. A különböző ultraibolya abszorberek különböző hullámhosszú ultraibolya sugarakat képesek elnyelni. Használatkor az ultraibolya abszorbereket a polimer típusának megfelelően kell kiválasztani.
2. A kozmetikumokban használt UV-elnyelők csökkenthetik vagy teljesen elnyelik az UV-sugarakat és védik a bőrt. Ha azonban túlzottan használjuk, vagy tiltott UV-elnyelőt használunk, az irritálja a bőrt és bőrallergiát okoz.
