131-56-6 / 紫外線吸收劑的機(jī)理及應(yīng)用

紫外線吸收劑

紫外線吸收劑是一類可防止太陽光或其他人造紫外光引起聚合物降解的物質(zhì)，是一種光穩(wěn)定劑。由于太陽光線中含有大量對有色物體有害的紫外光，其波長約290-460nm，這些有害的紫外光通過化學(xué)上的氧化還原作用，使顏色分子最后分解褪色，而使用紫外線吸收劑對受保護(hù)的物體可以實(shí)施有效的防止或削弱其對顏色的破壞。加入紫外線吸收劑后可選擇性地吸收這種高能量的紫外線，使之變成無害的能量而釋放或消耗。由于聚合物的種類不同，使其劣化的紫外線波長也不相同，不同的紫外線吸收劑可吸收不同波長的紫外線，使用時，應(yīng)根據(jù)聚合物的種類選擇紫外線吸收劑。

紫外線吸收劑的機(jī)理

1、紫外線吸收劑之所以能吸收紫外光是由于該類化合物分子中含有共軛π電子體系的結(jié)構(gòu)與能夠進(jìn)行氫原子移動的結(jié)構(gòu)兩部分所致。也有的只有前一部分。

2、紫外線吸收劑其結(jié)構(gòu)分子中至少含有一個鄰位羥基苯基取代基，這類化合物中由鄰位羥基與氮原子或氧原子形成一螯合環(huán)，在吸收紫外線后，氫鍵斷裂發(fā)生分子異構(gòu)，分子內(nèi)結(jié)構(gòu)發(fā)生熱振動，氫鍵破壞，螯合環(huán)打開，分子內(nèi)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，這樣就將有害的紫外光變?yōu)闊o害的熱能放出，從而保護(hù)了材料，

3、在這個過程中，分子內(nèi)所形成的螯合環(huán)是其具有吸收紫外線功能的關(guān)鍵，打開此環(huán)的能量敏感范圍正好為290～400nm波長的紫外線能量范圍。

4、另外，作為紫外線吸收劑，還必須能在紫外光或可見光的作用下不進(jìn)行光化學(xué)反應(yīng)；對化學(xué)藥品 及水穩(wěn)定性好，對熱的穩(wěn)定性好；揮發(fā)性??；對高分子材料的相容性好及不被溶劑萃取等。

紫外線吸收劑應(yīng)該具備的條件

1、可強(qiáng)烈地吸收紫外線（尤其是波長為290-400nm）；

2、熱穩(wěn)定性好，即使在加工中也不會因熱而變化，熱揮發(fā)性?。?/p>

3、化學(xué)穩(wěn)定性好，不與制品中材料組分發(fā)生不利反應(yīng)；

4、混溶性好，可均勻地分散在材料中，不噴霜，不滲出；

5、吸收劑本身的光化學(xué)穩(wěn)定性好，不分解，不變色；

6、無色、無毒、無臭；

7、耐浸洗；

8、價廉、易得；

9、不溶，或難溶于水。

紫外線吸收劑的分類

按化學(xué)結(jié)構(gòu)劃分，紫外線吸收劑可分為水楊酸酯類、苯酮類、苯并三唑類、取代丙烯腈類、三嗪類和受阻胺類。

苯并三唑類

該類化合物是紫外線吸收劑中產(chǎn)量最大，品種最多的一類產(chǎn)品，國內(nèi)外的研究也很活躍。苯并三唑類紫外線吸收劑的合成一般是使芳香胺重氮化生成重氮鹽，重氮鹽與酚類化合物進(jìn)行偶合反應(yīng)生成中間體偶氮顏料，再經(jīng)還原閉環(huán)而成。

二苯甲酮類

該類紫外線吸收劑產(chǎn)量和品種僅次于苯并三唑。

其合成路線基本上為兩步反應(yīng),即2 ,4 - 二羥基二苯酮的合成和烷氧基二苯酮的合成。

紫外線吸收劑研究方向

1、高分子質(zhì)量化
降低助劑揮發(fā)性，減少反應(yīng)過程中的損失

2、多功能化
使一個穩(wěn)定劑分子中同時具有不同功能的基團(tuán),起到多種穩(wěn)定作用（熱穩(wěn)定劑，抗氧劑……）

3、反應(yīng)性化
將反應(yīng)性基團(tuán)引入光穩(wěn)定劑分子中，使其在加工時與基礎(chǔ)聚合物鍵合，從而永久存在于高分子材料中

紫外線吸收劑的應(yīng)用

1、由于聚合物的種類不同，使其劣化的紫外線波長也不相同，不同的紫外線吸收劑可吸收不同波長的紫外線，使用時，應(yīng)根據(jù)聚合物的種類選擇紫外線吸收劑。

2、化妝品中使用的紫外線吸收劑，能夠減少或者完全吸收紫外線，保護(hù)皮膚。但如果過量使用或者使用禁用的紫外線吸收劑，則以對皮膚形成刺激，引起皮膚過敏。

水楊酸苯酯

成 分：鄰羥基苯甲酸苯酯

性能及用途：無色結(jié)晶粉末。具有令人愉快的芳香氣味（冬青油氣味）。密度1.250g/cm3，溶點(diǎn)43，沸點(diǎn)（1.6kPa）173。易溶于乙醚、苯和氯仿，溶于乙醇，幾乎不溶于水和甘油。含量99%。

該品為一種紫外線吸收劑，用于塑料制品，但吸收波長范圍較窄。美國食品藥物管理局批準(zhǔn)用于接觸食品的丙烯酸樹脂用品。

汽巴Chimassorb 81

Chimassorb 81是二苯酮類紫外線吸收劑，與受阻胺類光穩(wěn)定劑聯(lián)合使用，可提供良好的光穩(wěn)定化保護(hù)。與聚烯烴和軟PVC相容性好。

應(yīng)用：Chimassorb 81與受阻胺復(fù)配使用，主要應(yīng)用于農(nóng)膜中低密度，線性低密度聚乙烯以及EVA共聚物。也可作為紫外線屏蔽劑，保護(hù)工業(yè)用/民用包裝中的內(nèi)容物。另外，與受阻胺光穩(wěn)定劑復(fù)合使用，可用于高密度聚乙烯模塑制品，如周轉(zhuǎn)箱。Chimassorb 81也可為其它聚合物提供光穩(wěn)定化保護(hù)，如軟PVC和橡膠；Chimassorb 81可與抗氧劑，亞磷酸酯，其它光穩(wěn)定劑復(fù)配使用。

功能：Chimassorb 81尤其適合用于較厚的薄膜(>100µm)和厚制件。它飽和蒸汽壓低，加工過程中損失小。遷移率低，不易噴霜。

紫外線吸收劑 BP-2

化學(xué)名稱：2,2',4,4'-四羥基二苯甲酮

分 子 式： C13H10O5

用 途： 吸收波長范圍320-400nm，有對稱的苯環(huán)和兩邊都有羥基，其熱光化學(xué)性能穩(wěn)定，均優(yōu)越于BP-1，是一種油性化妝品的抗紫外線添加劑，目前廣泛應(yīng)用于聚酯、涂料和化妝品等之中，近幾年在織物上的應(yīng)用受到紡織行業(yè)的重視，范圍越來越廣。

總結(jié)

1、紫外線吸收劑是塑料添加劑中的重要的一大類產(chǎn)品,為適應(yīng)工業(yè)發(fā)展的需要，該領(lǐng)域發(fā)展的趨勢 是向著高分子質(zhì)量化、反應(yīng)型化、多功能化發(fā)展，其結(jié)果是環(huán)保化、高效能化。這是高分子材料添加劑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然結(jié)果。

2、國內(nèi)添加劑行業(yè)與國外相比差距較大,主要問題是品種少、產(chǎn)量低、成本高、原材料供應(yīng)不配套，與塑料加工行業(yè)配合不密切，缺少技術(shù)溝通。建議加強(qiáng)技術(shù)改造，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益。