1. 光安定剤とは
太陽光は電磁波です。宇宙空間やオゾン層を通過すると、290nm以下、3000nm以上のほとんどすべての光線がフィルタリングされます。実際に地上に到達する電磁波は290nm〜3000nmであり、そのうち波長範囲は400〜800nm(約40%)が可視光線、約800〜3000nm(約55%)の波長が赤外線、波長約290〜400nm(わずか5%)が紫外線である。
太陽光中の紫外線は、高分子材料の老化効果の主な理由です。紫外線は太陽光の約5%しか占めていませんが、エネルギーも多いです。ポリマー製品が紫外線を吸収した後、ポリマーを自己酸化および分解させ、ポリマーの化学結合を破壊し、それを切断および架橋させ、ポリマー製品の外観および物理的および機械的特性を悪化させ、強度を低下させるのに十分である。、寿命が短くなりました。このプロセスは、光酸化還元または光老化と呼ばれる。紫外線はまた、人の皮膚の表層を通過し、皮膚細胞を破壊し、皮膚を徐々に硬化させて弾力性を失い、しわが寄って老化を促進する。
光安定剤は、ポリマー製品(プラスチック、ゴム、コーティング、合成繊維など)の添加剤であり、紫外線エネルギーを遮蔽または吸収し、一重項酸素を消光し、ヒドロペルオキシドを不活性物質に分解することができる。、光の照射下では、ポリマーは、ポリマー製品の耐用年数を延ばす目的を達成するために、光化学反応の可能性を排除または遅くし、光老化のプロセスを防止または遅延させることができる。
2. 光安定剤の種類
l遮光剤:紫外線を遮蔽または反射することができる物質の一種で、光がポリマーの内部に浸透しないようにしてポリマーを保護します。遮光剤としては、カーボンブラックや酸化チタンなどの無機顔料、フタロシアニンブルーやフタロシアニングリーンなどの有機顔料などがあり、その中でもカーボンブラックが最も遮光効果が高い。
l紫外線吸収剤:その機能は、波長290〜410nmの紫外線を効果的に吸収することができるが、可視光を吸収することはめったになく、良好な熱安定性および光安定性を有する。その化学構造によれば、それはに分けることができる:o-ヒドロキシベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール、サリチル酸塩、トリアジンおよび置換アクリロニトリル。補助光安定剤およびヒンダード光安定剤として、特にポリオレフィンまたはコーティングにおいて使用される。
lQuencher:プラスチック中の発色団によって吸収されたエネルギーを受け入れ、熱、蛍光またはリン光の形でエネルギーを放出し、それによってポリマーをUV損傷から保護することができる。それはポリマーに良好な安定化効果を有し、主にフィルムおよび繊維に使用される。主にいくつかの二価有機ニッケルキレート。有機ニッケル系光安定剤は良好な性能を有するが、重金属イオンの毒性のために他の無毒または低毒性の消光剤で置き換えられ得る。
lフリーラジカル捕捉剤:このタイプの光安定剤は、ポリマー中で生成された活性フリーラジカルを捕捉することができ、それによって光酸化プロセスを阻害し、光安定化の目的を達成することができる。主にヒンダードアミン系光安定剤(HALS)である。それは高効率光安定剤の最も有望な新しいタイプであり、そして世界の平均年間需要成長率は20%から30%です。
lヒドロペルオキシド分解剤:ヒンダードアミン系光安定剤の1つです。ポリマーは、貯蔵および処理中にヒドロペルオキシドを生成し、ポリマーの光酸化分解をもたらし、ヒドロペルオキシド分解剤は、過酸化物を分解し、安定した窒素 - 酸素ラジカルを生成し、さらにフリーラジカルを捕捉し、それによってポリマー分解を阻害することができる。
3. 光安定剤の欠点
l遮光剤は、良好な保護効果と低価格を有するが、遮光性および着色特性を有し、不透明な材料にのみ適している。
l紫外線吸収剤は適用範囲が広いが、その保護効果により、製品の表面や薄い製品を効果的に保護することができない。同時に、それらは純粋な有機化合物であるため、揮発性、フロスティング、マイグレーション、および溶媒抽出もあります。その性能の持続性に影響を与えるだけでなく、環境の汚染につながる欠点。
l励起状態のクエンチャーおよびヒドロペルオキシド分解剤は、高い光安定性、低い揮発性、ほとんどブルーミングおよびマイグレーションを有し、抽出に耐性があり、製品および薄い製品の表面を効果的に保護することができる。しかし、色は暗く、毒性と環境汚染が大きく、高温で分解して変色し、硫黄含有添加剤と相殺効果があります。
lフリーラジカルスカベンジャーは色が軽く、優れた光安定化効果を有し、製品および薄い製品の表面を効果的に保護することができる。しかし、そのアルカリ性のために、それは酸性基質および添加剤との拮抗効果を有する。酸性環境は、その性能に影響を与えます。同時に、紫外線吸収剤と同様に、純粋な有機化合物であるため、揮発性、ブルーミング、マイグレーション、抽出などの欠点もあります。
4.光安定剤の作用機序の例
1.ティッカー
2.ハルス
