Čo sú svetelné stabilizátory (HALS)? Definícia stabilizátora svetla
Hlavná trieda svetelných stabilizátorov zahŕňa takzvané bránené amínové svetelné stabilizátory (skrátene HALS). Sú to deriváty 2,2,6,6-tetrametylpiperidínu a sú mimoriadne účinnými stabilizátormi proti fotodegradácii väčšiny polymérov.
HALS sú silné lapače a fungujú tak, že inhibujú degradáciu polymérov, ktoré vytvorili voľné radikály, neabsorbujú UV žiarenie, ale pôsobia tak, že inhibujú degradáciu polymérov. Spomaľujú fotochemicky vyvolané degradačné reakcie podobným spôsobom ako antioxidanty. Mechanizmus rozdielu medzi antioxidantmi a HALS je v tom, že reakcie HALS sú cyklické, zatiaľ čo antioxidanty nie.
Komerčne sú teraz najdôležitejšie svetelné stabilizátory bránené amíny, po ktorých nasledujú benzofenóny a benzotriazoly.
synonymum stabilizátora svetla
Brzdené amínové svetelné stabilizátory (skrátene HALS)
prísada stabilizátora svetla
UV absorbér
Ako fungujú svetelné stabilizátory? Mechanizmus svetelných stabilizátorov
Mechanizmus nie je úplne pochopený. Svoju úlohu určite zohráva rozklad hydroperoxidu a vychytávanie voľných radikálov, ale aj regenerácia HALS, kde sa UV absorbér často spotrebováva pri jeho prevádzke. Existuje niekoľko teórií o tom, ako to funguje - možno prostredníctvom prenosu energie, ukončenia voľných radikálov (na obrázku nižšie) alebo rozkladu peroxidu. Pozoruhodná stabilizácia bola dosiahnutá pri relatívne nízkych koncentráciách a zdá sa, že HALS sú v skutočnosti regenerované stabilizačným procesom a nie sú ním spotrebované. Teória naznačuje, že bránené amíny oxidujú za vzniku amínových éterov, čo sú neradikálové druhy.
Účinnosť systémov HALS nezávisí od hrúbky plastového výrobku, preto sú vhodné najmä na ochranu povrchových vrstiev a tenkých profilov. Činidlá majú nízku alebo vysokú molekulovú hmotnosť. Polymérne HALS poskytujú vynikajúcu kompatibilitu, nízku prchavosť, vynikajúcu extrakčnú odolnosť a prispievajú k tepelnej stabilite. Kombinácia dvoch tried s vysokou molekulovou hmotnosťou poskytuje dobrú rovnováhu vlastností skleníkových fólií, čo je hlavné použitie HALS vo fóliách LDPE.
Synergický účinok stabilizátora svetla a UV absorbéra
UV absorbéry nedokážu absorbovať všetko UV žiarenie, ktorému je výrobok vystavený. Časť UV žiarenia preniká na povrch. Z tohto dôvodu sú HALS začlenené do polymérov. Tieto molekuly fungujú tak, že zachytávajú akékoľvek voľné radikály, ktoré sa tvoria – na rozdiel od UV absorbérov, ktoré bránia ich tvorbe tým, že najprv odstránia voľné radikály zo systému a potom sa samy regenerujú. Z tohto dôvodu väčšina formulátorov používa kombináciu absorbentov a HALS.
Synergická kombinácia UV absorbérov a HALS je optimálna pre stabilizáciu polymérov. UV absorbéry sa riadia Beer-Lambertovým zákonom
Absorbancia je teda lineárne úmerná koncentrácii UVA (320 až 400 nm (pre fototvrdnutie)), jeho molárnej absorpcii (extinkčný koeficient) a dĺžke dráhy (hrúbka povlaku). HALS sú lapače voľných radikálov, ktoré nepodliehajú Beerovmu zákonu a fungujú kdekoľvek v systéme.
Trh a trendy UV absorbérov a svetelných stabilizátorov
V roku 2015 bola veľkosť globálneho trhu s UV absorbérmi (vrátane svetelných stabilizátorov) pre plasty a nátery približne 13 miliárd RMB s priemernou mierou rastu (CAGR) 3 až 4 percentá v nasledujúcich štyroch rokoch. Pripisuje sa to priemyselnému rozvoju na rozvíjajúcich sa trhoch a výraznému globálnemu rastu dopytu po náteroch. Napríklad automobilové a priemyselné nátery zvyšujú dopyt po polymérnych prísadách. S vysokým technologickým prahom pre aditívnu výrobu a vývoj sa výrobcovia UV absorbérov (vrátane svetelných stabilizátorov) nachádzajú v niekoľkých chemicky vyspelých krajinách. Možnosti rastu existujú na nových trhoch a skúmaní nových aplikácií
