Takmer všetky plasty sa ľahko degradujú, keď sú vystavené ultrafialovému svetlu, ako je slnečné svetlo alebo žiarivky. Táto degradácia sa môže vyskytnúť počas spracovania alebo po uvedení produktu do prevádzky a jej symptómy zahŕňajú krehkosť, zmenu farby a stratu fyzikálnych vlastností, ako je rázová pevnosť, pevnosť v ťahu a farba – to všetko prispieva k skráteniu životnosti plastov. UV žiarenie Každodenným príkladom degradácie sú záhradné stoličky, ktoré časom odfarbia a stanú sa krehkými v dôsledku poškodenia plastov.
UV stabilizačné prísady sú zlúčeniny pridávané na boj proti znehodnocovaniu plastov a výrazne predlžujú životnosť konečného produktu. UV stabilizátory sa pridávajú vo veľmi nízkych množstvách, zvyčajne {{0}},1 – 0,5 percenta polyméru. Tieto prísady môžu byť často kombinované so základným polymérom počas výrobného procesu alebo pripravené ako súčasť predzmesi. Na trhu existuje veľa prísad na UV stabilizáciu, vrátane stabilizátora Amcor UV inhibítorov Amshield.
Čo je fotooxidácia?
Znehodnocovanie plastov spôsobené UV svetlom je výsledkom chemického procesu nazývaného fotooxidácia alebo fotodegradácia. UV svetlo degraduje existujúce chemické väzby v polymérnom reťazci, oslabuje plast znížením jeho molekulovej hmotnosti, čo vedie k strate pevnosti a iným nežiaducim symptómom, ako už bolo uvedené. Molekulárna degradácia, ako je fotooxidácia, často spôsobuje zlyhanie plastov, preto je dôležité pochopiť tieto procesy a ako sa im vyhnúť!
Odolnosť nechránených polymérov voči UV žiareniu sa líši podľa štruktúry a zloženia. Niektoré plasty sú náchylnejšie na fotooxidáciu kvôli ich štruktúre a funkčným skupinám. Väzby najviac náchylné na fotooxidáciu zahŕňajú väzby uhlík-dusík, ako sú nitrily, amidy a amíny; väzby uhlík-kyslík, ako sú étery, estery, ketóny, karboxylové kyseliny atď.; väzby uhlík-chlór; väzby kyslík-kyslík, ako sú peroxidy; a dusík Vodík, ako sú amidy a amíny.
Typy UV stabilizátorov
Na inhibíciu procesu fotooxidácie a ochranu plastu pred škodlivým UV žiarením sa používajú UV stabilizátory. V závislosti od konkrétneho použitého UV stabilizátora môže byť UV ochrana poskytnutá rôznymi spôsobmi. Vo všeobecnosti sa najbežnejšie typy aditív javia ako UV absorbéry, zhášače alebo HALS a v niektorých prípadoch sa môže použiť viac ako jedna prísada na poskytnutie požadovanej úrovne UV stabilizácie.
UV absorbéry: Pri dostatočnom vstupe svetla citlivé funkčné skupiny (nazývané chromofóry) v polyméri generujú voľné radikály prostredníctvom série reakcií. Ako už názov napovedá, táto forma UV stabilizátora absorbuje UV žiarenie, aby sa zabránilo iniciácii fotooxidačných reakcií. Akonáhle je teplo z UV žiarenia absorbované, je rozptýlené cez polymérne reťazce. Čierna farba výborne pohlcuje UV žiarenie, preto sa často pridávajú farby, farbivá alebo elementárne sadze na ochranu plastových výrobkov pred UV žiarením. Benzotriazoly a hydroxyfenyltriazíny sú tiež príklady UV absorbérov.
Zhášače: Proces fotooxidácie zahŕňa niekoľko reakcií, ktoré v konečnom dôsledku produkujú voľné radikály, ktoré reagujú s viacerými väzbami v polymérnom reťazci, čím sa ničí integrita plastu. Zhášače pôsobia tak, že zhášajú energiu generovanú počas fotooxidačnej reakcie, a preto sú excitované späť do základného stavu, kde je menej pravdepodobné, že rozšíria fotooxidačnú reakciu, ktorá produkuje voľné radikály. Príkladom tejto formy UV stabilizátora sú niklové zhášače.
HALS: Hindered Amine Light Stabilizer alebo HALS je UV stabilizátor, ktorý sa zameriava na voľné radikály generované počas fotooxidácie a zachytáva ich a bráni im v reakcii s polymérnou štruktúrou. Štruktúra HALS sa mení, ale zvyčajne má 2,2,6,6-tetrametylpiperidínovú kruhovú štruktúru.
