Begeleidend lezen
Ultraviolette absorbers kunnen sterk en selectief hoogenergetische ultraviolette stralen absorberen, en in de vorm van energieomzetting wordt de geabsorbeerde energie vrijgegeven en verbruikt als warmte-energie of onschadelijke laagenergetische straling, waardoor schade aan de huid wordt vermeden en polymeer wordt voorkomen Absorptie van ultraviolet energie resulteert in excitatie en fotofysische en fotochemische ontbinding.
1.het principe van UV-absorbeerder:
Het absorptie- en conversiemechanisme van lichtenergie van UV-absorbers varieert met het type en wordt als volgt beschreven;
l benzofenonen
Benzofenon UV-absorberende middelen zijn de meest gebruikte klasse van UV-absorberende middelen. Dit type UV-absorbeerder heeft een langzaam absorberend effect op uV-A, uV-B en uV-C. De ketongroep en de hydroxylgroep in het molecuul kunnen een interne waterstofbinding genereren om een chelerende ring te vormen. Nadat het de ultraviolette lichtenergie heeft geabsorbeerd, vindt de thermische trilling van het molecuul plaats, wordt de interne waterstofbinding verbroken en wordt de chelaatring geopend. De energie van het ultraviolette licht wordt omgezet in warmte-energie en vrijgegeven. Bovendien zal de carbonylgroep in het molecuul worden geabsorbeerd door de ultraviolette lichtenergie. Opgewonden, resulterend in tautomerie. Genereer enol-structuur. Dit verbruikt ook een deel van de energie. In dit type UV-absorberend middel is de sterkte van de waterstofbinding in het molecuul gerelateerd aan het fotostabilisatie-effect. Hoe sterker de zuurstofbinding, hoe groter de energie die nodig is om deze te vernietigen, en hoe meer UV-energie wordt geabsorbeerd en verbruikt, hoe beter het effect; anders is hetzelfde waar. Het stabiliserende effect is ook gerelateerd aan de lengte van de alkoxyketen op de benzeenring. Als de lengte lang is, is de compatibiliteit met het polymeer goed. Het stabilisatie-effect is precies goed. In benzofenon UV-absorberende middelen moet het een hydroxylgroep bevatten op de ortho-positie van de carbonylgroep, anders kan het geen interne waterstofbinding vormen en kan het niet worden gebruikt als een UV-absorberend middel met een ortho-hydroxylgroep. Het kan 290 ~ 380 ~ m ultraviolette stralen absorberen, bijna geen absorptie van zichtbaar licht, geen kleuring en goede compatibiliteit met hoogmoleculaire polymeren. Als er twee hydroxylgroepen zijn op de ortho-positie van de carbonylgroep, kan deze ultraviolette stralen van 300-400fzm absorberen en ook een deel van het zichtbare licht absorberen. Door de absorptie van zichtbaar licht is het complementaire licht uit balans. De artikelen die met deze ultraviolet-absorber zijn toegevoegd, lijken geel. De compatibiliteit van moleculaire polymeren is ook slecht. Daarom is het gebruik ervan klein. Hoewel benzofenon zonder o-hydroxyl ook het vermogen heeft om ultraviolette stralen te absorberen. Het zal echter zelfontleding veroorzaken na blootstelling aan licht, dus het is niet geschikt voor gebruik als ultraviolet-absorberend middel.
l salicylaten
Salicylaat UV-absorberende middelen zijn het vroegste type UV-absorberende middelen en salicylaten hebben ook interne waterstofbruggen in het molecuul. Het vermogen van dit type ultraviolet-absorbeerder om ultraviolette stralen te absorberen is in het begin erg laag en het absorptiebereik is erg smal (minder dan 340 vm), maar na een bepaalde periode van ultraviolette bestraling neemt de absorptie geleidelijk toe tot de maximale absorptie, wat te wijten is aan zijn moleculaire herschikking vindt plaats onder ultraviolette bestraling, waardoor een benzofenonstructuur wordt gevormd met sterke ultraviolette absorptie, waardoor de ultraviolette absorptie wordt versterkt. Daarom noemen mensen het een pionier UV-absorbeerder. Het bishydroxybenzofenon en zijn derivaten die na moleculaire herschikking worden gegenereerd, kunnen een deel van het zichtbare licht absorberen en geel lijken, wat leidt tot vergeling van de stof die aan de ultravioletabsorbeerder wordt toegevoegd.
l Benzotriazolen
Het werkingsmechanisme van benzotriazool UV-absorberende middelen is vergelijkbaar met die van benzofenonen. Benzotriazolen hebben een breed scala aan ultraviolette absorptie en kunnen licht absorberen met een golflengte van 300-400-m. Het absorbeert echter nauwelijks zichtbaar licht boven 400~m, zodat het product niet onder water komt te staan.
l Andere soorten UV-absorbers
Bovendien, de gesubstitueerde acrylonitril, triazine ultraviolet absorber, het werkingsmechanisme wordt verondersteld te zijn volgens cis-trans isomerisatie, zodat de energieomzetting van licht of de afgifte van onschadelijke energie. Door acrylonitril gesubstitueerde ultraviolette absorbers kunnen ultraviolet licht van 290-320Fm absorberen, geen zichtbaar licht absorberen en zullen er niet voor zorgen dat het aangebrachte object overstroomt. Sanhao UV-absorber kan 300 ~ 400 ~ m UV-licht absorberen. UV-absorberende middelen kunnen auxochrome genen (zoals -NH, -OH, -SOH, -cOOH, enz.) en chromoforen (zoals C:N, N:N, N:O, C) met een golflengte van minder dan 400 ~ m absorberen :O enz.). Ze zitten allemaal vast aan de aromatische kern. Organonickel kan ook worden gebruikt als een UV-absorber, maar het is over het algemeen geclassificeerd als een quencher (ook bekend als een deactivator of een matteringsmiddel, of een laser state quencher, energie quencher), en het vermogen om ultraviolette stralen te absorberen is hoger dan connectiviteit laag is, maar het kan voorkomen dat het polymeer vrijkomt door de absorptie van ultraviolette stralen.
De organische nikkelcomplexen interageren met de moleculen die worden geëxciteerd tot de aangeslagen toestand van het polymeer tijdens het proces van bestraling met ultraviolet licht, zodat de aangeslagen toestand terugkeert naar de grondtoestand en de ultraviolette energie wordt omgezet in een laagenergetische spectrale emissie zonder het te vernietigen. , om het polymeer te beschermen tegen beschadiging. Daarom wordt het quencher genoemd omdat het werkingsmechanisme verschilt van dat van algemene ultraviolet-absorbers. De ultraviolet-absorbeerder verandert de structuur van het molecuul zelf, terwijl de quencher energie dissipeert door energieoverdracht tussen moleculen.
Bovendien zijn lichtafschermende middelen zoals roet, titaniumdioxide, zinkoxide, zinkbarium, enz. ook een soort stoffen die ultraviolette stralen kunnen absorberen of reflecteren. Wanneer het het oppervlak van het polymeer bereikt, wordt het geabsorbeerd en gereflecteerd, waardoor wordt voorkomen dat ultraviolette stralen diep in het polymeer doordringen. De meest efficiënte daarvan is carbon black.
Radicale aaseters zijn ook een klasse van stoffen die lichtstabilisatie kunnen produceren. Het zijn piperidinederivaten met een sterisch hinderend effect en worden lichtstabilisatoren van gehinderde amines genoemd.
2. de classificatie van UV-absorbers:
l benzofenonen
Benzofenon UV-absorberende middelen zijn alle derivaten van o-hydroxybenzofenon, met inbegrip van monohydroxyl-, dihydroxyl-, trihydroxyl-, tetrahydroxylderivaten, enz. Dergelijke ultraviolet-absorberende middelen worden veel gebruikt in polyethyleen en polypropyleen. , polyvinylchloride, ABS, polystyreen, polyamide en andere hoge polymeren en de afwerking van textielmaterialen, dergelijke UV-absorberende middelen hebben een goede compatibiliteit met de meeste hoge polymeren. Goede licht- en thermische stabiliteit. Het ontleedt niet bij 200rangC, maar heeft een sterke sublimatie. Het kan worden gebruikt in verven en kunststoffen en de toegevoegde hoeveelheid is {{0}},1 tot 0,5.
l salicylaten
De UV-absorptiesnelheid van salicylaat-UV-absorberende middelen is kleiner dan die van benzofenonen, en de absorptieband is smaller (minder dan 3409 m) en is niet erg stabiel voor UV-licht zelf. Vorken kunnen zichtbaar licht absorberen en het aangebrachte object maken. Het is geel, maar de prijs is goedkoop. Het heeft een goede compatibiliteit met hoge polymeren en wordt gebruikt in hoge polymeren zoals vezelkabel, polyester, PVC, PE, polyvinylideen en polystyreen.
l Benzotriazolen
De prestaties van benzotriazool-ultravioletabsorbeerders zijn beter dan die van benzofenonen, die ultraviolet licht van 310-385pm sterk kunnen absorberen en nauwelijks zichtbaar licht. De stabiliteit is ook goed, maar de prijs is duurder.
UV-P kan ultraviolet licht met een golflengte van 270-380nm absorberen, nauwelijks zichtbaar licht absorberen en heeft een lage aanvankelijke kleuring. Hoofdzakelijk gebruikt in polyvinylchloride, polystyreen, onverzadigd polyester, polycarbonaat, polymethylmethacrylaat, polyethyleen, ABS en andere producten, vooral geschikt voor kleurloze, transparante en lichtgekleurde producten. Maar niet inzepen, want het lost op in alkalische zeep, waardoor de vezel geel kleurt. uV-326 kan ultraviolet licht met een golflengte van 270-380nm effectief absorberen en wordt voornamelijk gebruikt in polyolefine, polyvinylchloride, onverzadigde polyester, polyamide, epoxyhars, ABS, polyurethaan en andere producten. Het stabiliseert goed. Het is ongevoelig voor metaalionen, heeft een lage vluchtigheid, heeft een antioxiderende werking en is in de beginfase gemakkelijk te kleuren. uV-327 kan ultraviolet licht met een golflengte van 270-300nm sterk absorberen en is geschikt voor polyethyleen, polypropyleen, polyvinylchloride, polymethylmethacrylaat, polyoxymethyleenpolyurethaan, ABS, epoxyhars, enz. Het heeft een goede chemische stabiliteit, lage vluchtigheid, lage toxiciteit en goede compatibiliteit met polyolefinen. uV-54l1 absorbeert ultraviolet licht in een breed bereik, de maximale absorptiepiek is 345nm in ethanol) wordt veel gebruikt in polystyreen, polymethylmethacrylaat, onverzadigde polyester, hard PVC, polycarbonaat, ABS, enz. . De vluchtigheid is klein en de oorspronkelijke kleureigenschap is niet groot.
l triazinen
Triazine UV-absorberende middelen hebben een hoog absorptievermogen voor UV-licht in het bereik van 280-380nm. In vergelijking met benzotriazoolstabilisatoren is het absorptievermogen een soort efficiënte absorptielichtstabilisator. Het is een 2-hydroxyfenyltriazinederivaat en bevat een hydroxylgroep op de orthopositie. Het ultraviolet-absorptie-effect van deze verbindingen is gerelateerd aan het aantal aangrenzende hydroxylgroepen. Hoe meer aangrenzende hydroxylgroepen, hoe sterker het vermogen om ultraviolet licht te absorberen. De introductie van verschillende substituenten kan de basiciteit van de s-triazinering verminderen, maar de lichtechtheid van de verbinding en de compatibiliteit met de hars verbeteren. 327. Nadelen zijn slechte compatibiliteit met polymeren en ook kleuring van de applicatie. Het derivaat van o-hydroxyfenyldifenyltriazine, ontwikkeld door Ciba-Geigy Company, is een kationisch zelfdispergerend UV-absorberend middel met goede sublimatieechtheid en warmtefixerende eigenschappen, dat kan worden gebruikt voor verven bij hoge temperaturen, verven en verven van kussens. afdrukken.
l Vervang acrylonitril
Dit type UV-absorbeerder kan 310~320~m UV-licht absorberen, maar de absorptiesnelheid is laag. Het heeft een goede chemische stabiliteit en compatibiliteit met hoge polymeren. N-53 absorbeert sterk ultraviolette stralen met een golflengte van 270 tot 350 nm. Het is geschikt voor polyvinylchloride, acetaalhars, polyolefine, epoxyhars, polyamide, acrylzuurhars, polyurethaan, ureum-formaldehydehars en nitrocellulose, enz. Vooral geschikt voor polyvinylchlorideproducten. Goede alkalibestendigheid. Oplosbaar in tolueen, methylethylketon, ethylacetaat, enz., enigszins oplosbaar in ethanol en methanol en onoplosbaar in water. De dosering is over het algemeen 0,1 procent tot 0,5 procent. N-539 is een lichtgele vloeistof, oplosbaar in gewone organische oplosmiddelen. Onoplosbaar in water, het kan producten een uitstekende fotothermische stabiliteit geven en het is goed verenigbaar met harsen. Het kleurt niet. Te gebruiken voor diverse kunststoffen.
3. de toepassing van UV-absorbers in textiel:
De laatste jaren is er veel belangstelling voor UV-bestendige stoffen. UV-bestendige vezelkimono's werden voor het eerst ontwikkeld in Japan
In China is ook onderzoek gedaan naar de productie van anti-ultraviolette sportkleding, kousen, hoeden en parasols. Plaats
De gebruikte basismaterialen zijn de bovengenoemde ultraviolet-absorberende middelen, waarvan de meest gebruikte benzofenonen zijn.
l Vervaardiging van UV-bestendige vezels
Gebruik UV-absorberende en afschermende middelen (zoals ZnO, TiO2, enz.) om in de vezels te mengen voor het spinnen om UV-bestendige vezels te maken. De geweven stoffen zijn qua stijl en wasbaarheid beter dan de applicatiemethode na de afwerking. . Deze vezel kan 60 procent van de ultraviolette stralen in het licht afschermen. Bij direct zonlicht kan de temperatuur in het kledingstuk met 4 . worden verlaagdrang, en het is nu gecommercialiseerd.
l Na afwerkingsmethode om UV-absorber aan te brengen
De methode om UV-absorbers op kleding of stoffen aan te brengen verschilt per type UV-absorber. Een daarvan is het toepassen van ultraviolet-absorberende middelen die waterstofbruggen kunnen vormen met de hydroxylgroepen van cellulose, de amidegroepen van polyamiden, de aminogroepen op wol en zijde in het verf- of onthardingsbad en tegelijkertijd de vezels te verven. Dompelverven, padverven of drukmethode of applicatie met zachte afwerking. Ciba-Geigy en Clariant hebben allemaal dergelijke producten ontwikkeld. Als benzofenon UV-absorber wordt gebruikt, zoals Uvinul DP-uV van BASF, bevat deze twee hydroxylgroepen. Het kan waterstofbruggen vormen met cellulose-, wol-, zijde- en polyamidevezels en heeft affiniteit. Het kan vezels verven en kan worden gebruikt voor dompelverven. De dosering is DP-uV 10-20 (OWf). Behandelen op 80rangvoor 30min. Padverfmethode DP-uV 10O-Z00g/L kan ook worden gebruikt. Voeg wasverzachter 30g/L, padkleurstof toe bij 60rang, en droog bij 100rangvoor 3min. Het kan ook worden gebruikt in combinatie met een waterdichtingsmiddel. Er kan een anti-ultraviolette tent van gemaakt worden, met een waterdichtingsmiddel van 60g/L. DP uV 80-150g/L, een katalysator (zoals MgCI 2·6H2O) 5g/L. Opvullen, drogen en bakken (150rangC gedurende 2 minuten). Deze applicatiemethode kan het effect van wasbestendigheid bereiken en de afschermingssnelheid van ultraviolette stralen van 280 tot 400 vm kan meer dan 85 procent bereiken.
l Methode om microcapsules te maken en ze vervolgens op stoffen aan te brengen
Het ultravioletabsorberende middel wordt tot microcapsules gemaakt door middel van microcapsuletechnologie, en de capsule ervan is bij voorkeur gemaakt van hoogmoleculaire polymeren, zoals styreen en acrylaat, en de microcapsules worden gemaakt door de methode van microcapsules tijdens de polymerisatie. Het UV-absorberende middel wordt in de kern van de capsule gewikkeld en vervolgens worden de microcapsules op de stof gefixeerd met kleefstoffen en verknopingsmiddelen, waarvan textiel kan worden gemaakt met een UV-afschermingsgraad van meer dan 85. De microcapsules kunnen de UV-absorbeerder langzaam. Het doel van effectieve UV-bescherming.
l De coatingaanbrengmethode gebruiken
Het ultraviolet-absorberend middel wordt aan het bekledingsmiddel toegevoegd. Er wordt gecoat, gedroogd en gebakken en er kunnen ook andere functionele afwerkingsmiddelen aan de coatingvloeistof worden toegevoegd. Tent en hoed gemaakt volgens deze methode. De methode is eenvoudig, maar de weersbestendigheid en wasbestendigheid zijn nog steeds verbeterd.
