Wat zijn lichtstabilisatoren (HALS)? Definitie van lichtstabilisator
Een belangrijke klasse van lichtstabilisatoren omvat de zogenaamde gehinderde amine lichtstabilisatoren (afgekort HALS). Het zijn derivaten van 2,2,6,6-tetramethylpiperidine en zijn uiterst effectieve stabilisatoren tegen fotodegradatie van de meeste polymeren.
HALS zijn krachtige scavengers en remmen de afbraak van polymeren die vrije radicalen hebben gevormd. Ze absorberen geen UV-straling maar remmen de afbraak van polymeren. Ze vertragen fotochemisch geïnduceerde afbraakreacties op een manier die vergelijkbaar is met antioxidanten. Het verschilmechanisme tussen antioxidanten en HALS is dat HALS-reacties cyclisch zijn, terwijl antioxidanten dat niet zijn.
Commercieel gezien zijn gehinderde amine-lichtstabilisatoren nu de belangrijkste lichtstabilisatoren, gevolgd door benzofenonen en benzotriazolen.
synoniem voor lichte stabilisator
Hindered Amine Light Stabilizers (afgekort als HALS)
additief voor lichtstabilisator
UV-absorber
Hoe werken lichtstabilisatoren? Mechanisme van lichtstabilisatoren
Het mechanisme wordt niet volledig begrepen. De afbraak van hydroperoxide en het wegvangen van vrije radicalen spelen zeker een rol, evenals de regeneratie van HALS, waar de UV-absorber vaak wordt verbruikt vanwege zijn werking. Er zijn verschillende theorieën over hoe dit werkt - misschien door energieoverdracht, beëindiging van vrije radicalen (hieronder afgebeeld) of afbraak van peroxide. Opmerkelijke stabilisatie werd bereikt bij relatief lage concentraties, en het lijkt erop dat HALS feitelijk worden geregenereerd door het stabilisatieproces in plaats van erdoor te worden geconsumeerd. Theorie suggereert dat gehinderde aminen oxideren om amine-ethers te vormen, die niet-radicale soorten zijn.
De effectiviteit van HALS-systemen is niet afhankelijk van de dikte van het kunststof product, daarom zijn ze bijzonder geschikt voor het beschermen van oppervlaktelagen en dunne delen. Reagentia hebben een laag of hoog molecuulgewicht. Polymere HALS bieden uitstekende compatibiliteit, lage vluchtigheid, uitstekende extractieweerstand en dragen bij aan thermische stabiliteit. De combinatie van twee hoogmoleculaire kwaliteiten zorgt voor een goede balans van eigenschappen in kasfolies, wat het belangrijkste gebruik van HALS in LDPE-folies is.
Synergetisch effect van lichtstabilisator en UV-absorber
UV-absorbers kunnen niet alle UV-straling absorberen waaraan een product wordt blootgesteld. Sommige UV-straling dringt door het oppervlak. Hierdoor worden HALS opgenomen in polymeren. Deze moleculen werken door alle vrije radicalen die zich vormen op te vangen - in tegenstelling tot UV-absorbers, die hun vorming voorkomen door eerst vrije radicalen uit het systeem te verwijderen en zichzelf vervolgens te regenereren. Om deze reden gebruiken de meeste samenstellers een combinatie van absorptiemiddelen en HALS.
Een synergetische combinatie van UV-absorbers en HALS is optimaal voor het stabiliseren van polymeren. UV-absorbers vallen onder de wet van Beer-Lambert
Absorptie is daarom lineair gerelateerd aan de concentratie van UVA (320 tot 400 nm (voor fotoharding)), zijn molaire absorptievermogen (extinctiecoëfficiënt) en padlengte (laagdikte). HALS zijn vrije radicalenvangers die niet onderworpen zijn aan de wet van Beer en overal in het systeem werken.
UV-absorbers en lichtstabilisatoren Markt en trends
In 2015 bedroeg de wereldwijde marktomvang van UV-absorbers (inclusief lichtstabilisatoren) voor kunststoffen en coatings ongeveer RMB 13 miljard, met een samengesteld gemiddeld groeipercentage (CAGR) van 3 tot 4 procent in de komende vier jaar. Dit wordt toegeschreven aan de industriële ontwikkeling in opkomende markten en de aanzienlijke groei van de wereldwijde vraag naar coatings. Auto- en industriële coatings stimuleren bijvoorbeeld de vraag naar polymeeradditieven. Met de hoge technologische drempel voor additive manufacturing en ontwikkeling, zijn fabrikanten van UV-absorbers (inclusief lichtstabilisatoren) gevestigd in een paar chemisch ontwikkelde landen. Er zijn groeimogelijkheden in nieuwe markten en het verkennen van nieuwe toepassingen
