3 лучших пластиковых добавки для УФ-стабилизации

Воздействие УФ-излучения

Со временем воздействие ультрафиолетового излучения солнечного света приведет к разрушению пластика. Фотодеградация полимера происходит, когда невидимое УФ-излучение состоит из коротких волн. длина разрывает полимерные цепи в пластмассах. Это называется процессом фотодеградации. Это вызвано воздействием УФ-излучения и приводит к ухудшению физических свойств. К ним относятся потеря ударной вязкости, изменение цвета, растрескивание, потеря удлинения и прочности на разрыв, а также меление поверхности. Например, фотодеградация под воздействием УФ-излучения приводит к потере блеска садовых стульев и их хрупкости. Кроме того, сиденья на стадионе становятся меловыми, а некоторые пластмассы даже становятся желтыми и трескаются.

Некоторые характеристики УФ-излучения

УФ-излучение составляет всего 4,6% солнечного спектра. Он рассчитывается в нанометрах (нм) и находится в диапазоне от 290 до 400. Однако наиболее агрессивной частью диапазона UVB являются очень короткие длины волн от 280 до 315 нанометров. Количество энергетического воздействия (облучения) УФ-излучения зависит от того, в какой точке мира вы находитесь.

Что такое облучение

Облучение - это энергия УФ-излучения, падающая на определенную область за определенный период времени. 1Ly =1 кал / см ² =4,184 E ⁴ Джоуль / м ² (Ly =Langley) Таким образом, количество энергии, передаваемой пластиковой детали за один год непрерывного использования на открытом воздухе, составляет 220 ккал / см ² . в Судане в год, а в Швеции - 70.

Каждый пластик чувствителен к определенным длинам волн в УФ-диапазоне 290-400 нм. Полипропилен имеет три максимума при 290-300, 330 и 370 нм. Диапазон значений для нейлона - 290-315, а для гомополимера ПВХ - 320.

Чувствительность полимеров к длине волны УФ (нм)

Разложение полимера

Фотодеградация полимера происходит, когда УФ-излучение солнца поглощается химическими группами в образовании полимера, называемыми хромофорами. Хромофоры - это «атом или группа атомов, присутствие которых отвечает за цвет соединения». Формула полимера может включать другие добавки, такие как галогенированные антипирены, наполнители и пигменты. Были разработаны УФ-стабилизаторы, которые добавляются к полимеру для подавления процессов фотоинициирования. Три основных типа - поглотители ультрафиолетового излучения, гасители и светостабилизаторы на основе затрудненных аминов (HALS).

1) Поглотители ультрафиолета

Поглотители - это тип светостабилизатора, который действует, конкурируя с хромофорами за поглощение УФ-излучения. Поглотители превращают вредное УФ-излучение в безвредное инфракрасное излучение или тепло, рассеиваемое через полимерную матрицу. Ультрафиолетовые поглотители обладают низкой стоимостью, но могут быть полезны только при кратковременном воздействии. К УФ-поглотителям относятся:

Поглотители

Ультрафиолетовые поглотители обладают низкой стоимостью, но могут быть полезны только при кратковременном воздействии. К УФ-поглотителям относятся:

• Технический углерод - одно из наиболее эффективных и часто используемых УФ-излучений излучением поглотители.

• Другой УФ-поглотитель - это оксид титана с рутилом, который эффективен в диапазоне 300-400 нм. Однако он не очень полезен в очень коротковолновом диапазоне UVB ниже 315.

• Гидроксибензофенон

• Гидроксифенилбензотриазол также является хорошо известными УФ-стабилизаторами, которые имеют то преимущество, что подходят для нейтральных или прозрачных применений. Гидроксифенилбензотриазол не очень полезен для тонких частей менее 100 микрон.

• Бензофеноны для ПВХ

• Энзотриазолы и гидроксифенилтриазины для поликарбоната.

• Оксанилиды для полиамидов

2) Тушители

Тушители возвращают возбужденные состояния хромофоров в основные состояния посредством процесса передачи энергии. Агент передачи энергии действует путем гашения возбужденного состояния карбонильной группы, образующейся во время фотоокисления пластического материала, и посредством разложения гидропероксидов. Это предотвращает разрыв связи и, в конечном итоге, образование свободных радикалов.

Тушители никеля

Никелевые тушители широко используются в производстве сельскохозяйственных пленок. Они не используются широко, поскольку содержат тяжелые металлы и придают конечному продукту желтовато-коричневый или зеленый цвет. Однако никелевые гасители не обеспечивают эффективной стабилизации УФ-излучения в отличие от светостабилизаторов на основе затрудненных аминов, которые обсуждаются ниже.

3) Светостабилизаторы на основе затрудненного амина (HALS)

HALS - это термостабилизаторы длительного действия, которые действуют путем улавливания свободных радикалов, образующихся при фотоокислении пластика. Следовательно, HALS ограничивают процесс фотодеградации. Способность стерически затрудненных аминовых светостабилизаторов улавливать радикалы, образованные поглощением УФ-излучения, объясняется образованием нитроксильных радикалов в процессе, известном как цикл Денисова.

Хотя коммерчески доступные продукты HALS имеют большие структурные различия, все они имеют структуру 2,2,6,6-тетраметилпиперидинового кольца. HALS - одни из самых эффективных стабилизаторов УФ излучения.

УФ-стабилизаторы для широкого спектра пластмасс

Например, HALS способствовал развитию производства полипропилена в автомобильной промышленности. Хотя HALS также очень эффективны в полиолефинах, полиэтилене и полиуретане, они не могут использоваться в качестве стабилизаторов УФ-излучения в ПВХ.

Комбинации УФ-стабилизаторов

Поскольку все три механизма действуют по разным механизмам, их часто объединяют в синергетические добавки, поглощающие УФ-излучение. Например, бензотриазолы часто комбинируют с HALS для защиты пигментированных систем от выцветания и изменения цвета.

Детали, отпечатки и проблемы! За помощью обращайтесь в компанию Craftech Industries, Inc.

Хотите узнать больше о пластмассах с высокими эксплуатационными характеристиками? Загрузите наше бесплатное руководство!