摘要: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。2-(2′-羥基)苯并三唑、2-羥基二苯酮、水楊酸酯等可用作紫外線吸收劑,本文綜述了其合成和應用的情況,該類產品的改性使之性能更好,可用于一些工程塑料中。
隨著紫外線輻射量的增加和短波化,其對人類的生產和生活產生重大的危害和影響。保護人體避免過量和紫外線輻射,減少高分子材料光老化現象已經成為當今許多行業開發新產品的目標之一。
高分子材料在生產和加工時,一般均需添加紫外線穩定吸收劑和其它添加劑。尤其是汽車零件、建筑材料等領域對耐候性、抗氧化性、耐熱性等提出了苛刻的要求。在醫藥、食品包裝等領域則要求穩定劑不僅無毒,而且不向藥物和食品中遷移。此外,塑料地毯、人造草坪、合成纖維制品等在經雨淋或洗滌時穩定劑要求不被抽出。再者,對塑料添加劑在加工過程中對環境的影響也已提到議事日程上來,為此工業界近年來針對上述問題進行了大量的研究,以適應工業的發展。
隨著高分子材料制品戶外應用領域的擴大,穩定劑(尤其是光穩定劑)在整個聚合物助劑中的地位愈加突出。尋求高效、衛生、廉價和滿足苛刻加工與應用條件的穩定劑新品種、新結構始終是工業界所追求的目標。綜觀國內外開發和研究現狀,作為光穩定劑的主要品種的紫外線吸收劑的開發和研究呈現出一些新的趨勢和特征。
1 紫外線吸收劑的作用機理
紫外線吸收劑所以能吸收紫外光是由于該類化合物分子中含有共軛π電子體系的結構與能夠進行氫原子移動的結構兩部分所致。也有的只有前一部分的情況。紫外線吸收劑其結構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,在吸收紫外線后,氫鍵斷裂發生分子異構,分子內結構發生熱振動,氫鍵破壞,螯合環打開,分子內結構發生變化,這樣就將有害的紫外光變為無害的熱能放出,從而保護了材料,對于常用的二苯酮和苯并三唑類紫外線吸收劑來說,上述機理可用下式表示:
在這個過程中,分子內所形成的螯合環是其具有紫外線功能的關鍵,打開此環的能量敏感范圍正好為290~400nm波長的紫外線能量范圍。
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行光化學反應;對化學藥品及水穩定性好,對熱的穩定性好;揮發性小;對高分子材料的相容性好及不被溶劑萃取等。滿足上述條件的化合物才能作為紫外線吸收劑使用。
按化學結構劃分,紫外線吸收劑可分為苯并三唑類、二苯甲酮類、三嗪類、水楊酸酯類及氰代丙烯酸酯類等。
2 各類紫外線吸收劑的研究動態
2·1 苯并三唑類
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