UV-absorberid on ainete klass, mis takistavad polümeeride lagunemist päikesevalguse või muu kunstliku UV-valguse toimel ning on teatud tüüpi valguse stabilisaatorid. Kuna päikesevalgus sisaldab suures koguses värvilistele objektidele kahjulikku ultraviolettvalgust, mille lainepikkus on umbes 290-460 nm, laguneb see kahjulik ultraviolettvalgus lõplikult ja tuhmub värvimolekulid keemilise redoksi ja Objektide kaitsmiseks mõeldud ultraviolettkiirguse neelajaid saab rakendada nende värvikahjustuste tõhusaks vältimiseks või nõrgendamiseks. Pärast UV-absorberi lisamist suudab see suure energiaga UV-valguse valikuliselt neelata ja muuta selle vabanemiseks või tarbimiseks kahjutuks energiaks. Erinevat tüüpi polümeeride tõttu on erinevad ka ultraviolettkiirte lainepikkused, mis panevad neid riknema. Erinevad ultraviolettkiirguse neelajad võivad neelata erineva lainepikkusega ultraviolettkiiri. Kasutamisel tuleks ultraviolettkiirguse absorbendid valida vastavalt polümeeri tüübile.
Ultraviolettkiirguse neelaja mehhanism ja kasutamine
UV neelduja
UV-absorberid on ainete klass, mis takistavad polümeeride lagunemist päikesevalguse või muu kunstliku UV-valguse toimel ning on teatud tüüpi valguse stabilisaatorid. Kuna päikesevalgus sisaldab suures koguses värvilistele objektidele kahjulikku ultraviolettvalgust, mille lainepikkus on umbes 290-460 nm, laguneb see kahjulik ultraviolettvalgus lõplikult ja tuhmub värvimolekulid keemilise redoksi ja Objektide kaitsmiseks mõeldud ultraviolettkiirguse neelajaid saab rakendada nende värvikahjustuste tõhusaks vältimiseks või nõrgendamiseks. Pärast UV-absorberi lisamist suudab see suure energiaga UV-valguse valikuliselt neelata ja muuta selle vabanemiseks või tarbimiseks kahjutuks energiaks. Erinevat tüüpi polümeeride tõttu on erinevad ka ultraviolettkiirte lainepikkused, mis panevad neid riknema. Erinevad ultraviolettkiirguse neelajad võivad neelata erineva lainepikkusega ultraviolettkiiri. Kasutamisel tuleks ultraviolettkiirguse absorbendid valida vastavalt polümeeri tüübile.
UV-neeldurite mehhanism
1. Põhjus, miks ultraviolettkiirguse neelajad võivad ultraviolettvalgust neelata, on tingitud konjugeeritud π-elektronsüsteemi struktuurist ja struktuurist, mis suudab liigutada vesinikuaatomeid nende ühendite molekulides. Mõnel on ainult eelmine osa.
2. Ultraviolettkiirguse absorbeerija struktuurimolekul sisaldab vähemalt ühte ortohüdroksüfenüülasendajat. Seda tüüpi ühendites moodustavad kelaattsükli ortohüdroksüülrühm ja lämmastiku- või hapnikuaatom. Pärast ultraviolettkiirguse neeldumist vesinikside katkeb ja molekul puruneb. Isomeriseerumine, molekulisisene struktuur läbib termilise vibratsiooni, vesinikside hävib, kelaattsükkel avaneb ja molekulisisene struktuur muutub, mis muudab kahjuliku ultraviolettvalguse kahjutuks soojusenergiaks, kaitstes seeläbi materjali.
3. Selles protsessis on molekulis moodustunud kelaativ ring selle ultraviolettkiirguse neelamise funktsiooni võtmeks. Selle rõnga avamise energiatundlik vahemik on täpselt ultraviolettkiirguse energiavahemik 290-400 nm lainepikkusega.
4. Lisaks peab see ultraviolettkiirguse absorbeerijana suutma mitte viia läbi fotokeemilisi reaktsioone ultraviolettvalguse või nähtava valguse toimel; hea stabiilsus kemikaalide ja vee suhtes, hea termiline stabiilsus; madal volatiilsus; Hea ühilduvus ja lahustiga ekstraheerimine puudub.
Tingimused, mis peavad olema UV-absorbeerijatel
1. suudab tugevalt neelata ultraviolettkiiri (eriti lainepikkusega 290-400nm);
2. Hea termiline stabiilsus, see ei muutu kuumuse tõttu isegi töötlemise ajal ja termiline volatiilsus on väike;
3. Hea keemiline stabiilsus, tootes sisalduvate materjalidega ei esine kahjulikke reaktsioone;
4. Hea segunevus, võib materjalis ühtlaselt hajuda, ei jää härmatist, ei eritu;
5. Absorber ise on hea fotokeemilise stabiilsusega, ei lagune, ei muuda värvi;
6. värvitu, mittetoksiline ja lõhnatu;
7. Kastmiskindel;
8. Odav ja lihtne hankida;
9. Vees lahustumatu või lahustumatu.
UV-absorberite klassifikatsioon
Keemilise struktuuri järgi võib UV-absorberid jagada salitsülaatideks, bensofenoonideks, bensotriasoolideks, asendatud akrüülnitriilideks, triasiinideks ja takistatud amiinideks.
Bensotriasoolid
Seda tüüpi ühend on ultraviolettkiirguse absorbeerijate seas kõige suurema toodanguga ja kõige mitmekesisema tootega ning väga aktiivne on ka kodu- ja välismaiste uurimistöö. Bensotriasooli UV-absorbeerijate süntees toimub tavaliselt aromaatsete amiinide diasoteerimisel, moodustades diasooniumisoolad, ja diasooniumisoolad sidestatakse fenoolsete ühenditega, et moodustada vahepealseid aso pigmente, mis seejärel redutseerimise teel suletakse.
Bensofenoonid
Seda tüüpi UV-neeldurite väljund ja mitmekesisus on bensotriasooli järel teisel kohal.
Sünteesitee on põhimõtteliselt kaheetapiline reaktsioon, nimelt 2,4-dihüdroksübensofenooni süntees ja alkoksübensofenooni süntees.
UV-absorberi uurimissuund
1. Kõrge molekulmass
Vähendage lisandite lenduvust ja vähendage kadusid reaktsiooni ajal
2. Multifunktsionaalne
Looge samaaegselt erinevate funktsionaalrühmadega stabilisaatori molekul, mängige erinevaid stabiliseerivaid efekte (termiline stabilisaator, antioksüdant...)
3. Reaktiivsus
Sisestage valguse stabilisaatori molekuli reaktiivsed rühmad, mis seostuvad töötlemise ajal aluspolümeeriga, jäädes seeläbi püsivalt polümeermaterjalis
UV-absorberite pealekandmine
1. Erinevat tüüpi polümeeride tõttu on ka neid lagundavate ultraviolettkiirte lainepikkused erinevad. Erinevad ultraviolettkiirguse neelajad võivad neelata erineva lainepikkusega ultraviolettkiiri. Kasutamisel tuleks ultraviolettkiirguse absorbendid valida vastavalt polümeeri tüübile.
2. Kosmeetikas kasutatavad UV-absorberid võivad UV-kiirgust vähendada või täielikult neelata ja nahka kaitsta. Kui seda aga kasutatakse liigselt või kasutatakse keelatud UV-neeldurit, ärritab see nahka ja põhjustab nahaallergiat.
