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紫外线吸收剂的机理及应用
相信行业内的朋友们,特别是一些制作室外用品、家电材料、工程改性等材料或者制品的朋友们,都知道紫外线吸收剂,或者光稳定剂。这是一类可以防止太阳光或其他人造紫外线光引起聚合物降解的物质,严格来讲他们都是属于一种光稳定剂。由于太阳光线中含有大量对有色物体有害的紫外光,其波长约290-460nm,这些有害的紫外光通过化学上的氧化还原作用,使颜色分子最后分解褪色,而使用紫外线吸收剂对受保护的物体可以实施有效的防止或削弱其对颜色的破坏。加入紫外线吸收剂后可选择性地吸收这种高能量的紫外线,使之变成无害的能量而释放或消耗。
从原理上来讲,紫外线吸收剂之所以能吸收紫外光是由于该类化合物分子中含有共轭π电子体系的结构与能够进行氢原子移动的结构两部分所致。也有的只有前一部分。紫外线吸收剂其结构分子中至少含有一个邻位羟基苯基取代基,这类化合物中由邻位羟基与氮原子或氧原子形成一螯合环,在吸收紫外线后,氢键断裂发生分子异构,分子内结构发生热振动,氢键破坏,螯合环打开,分子内结构发生变化,这样就将有害的紫外光变为无害的热能放出,从而保护了材料。
在这个过程中,分子内所形成的螯合环是其具有吸收紫外线功能的关键,打开此环的能量敏感范围正好为290~400nm波长的紫外线能量范围。另外,作为紫外线吸收剂,还必须能在紫外光或可见光的作用下不进行光化学反应;对化学药品及水稳定性好,对热的稳定性好;挥发性小;对高分子材料的相容性好及不被溶剂萃取等。
另外我们应该知道,紫外线吸收剂作为一种功能性助剂,其应该具备的条件。
1、可强烈地吸收紫外线(尤其是波长为290-400nm);
2、热稳定性好,即使在加工中也不会因热而变化,热挥发性小;
3、化学稳定性好,不与制品中材料组分发生不利反应;
4、混溶性好,可均匀地分散在材料中,不喷霜,不渗出;
5、吸收剂本身的光化学稳定性好,不分解,不变色;
6、无色、无毒、无臭;
7、耐浸洗;
8、价廉、易得;
9、不溶,或难溶于水(水性除外)。
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