آنتی یو وی پی وی سی چیست؟/ درصد استفاده UV

13 اسفند 1399 ساعت 09:48

نور خورشید دارای طول موج‌های مختلفی است که هر یک مزایا و معایبی دارد. استفاده از این طول موج‌ها در فرآیندهای مختلف کاربردهای متفاوتی دارد که تولیدکنندگان از آن بهره می‌گیرند. آنتی یو وی به عنوان بخشی از نور خورشید در روندهای مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تخریب نوری پی وی سی اثری است که این نور بر اینگونه محصولات می‌گذارد. در ادامه بیشتر درباره نور UV و تأثیرات آن صحبت خواهد شد.

 

آنتی یو وی پلیمر

درباره آنتی یو وی

نورUV بخشی از نور خورشید با طول موجود حدود ۲۸۰ تا ۴۰۰ نانومتر را شامل می‌شود. قرار گرفتن محصول پی وی سی در مقابل این نور( به ویژه بخش پر انرژی آن که شامل طول موج‌های حدود ۳۲۰ نانومتر می‌شود) سبب تخریب نوری پی وی سی می‌گردد.

اگر چه بیشتر استابلایزرهای نوری را در بازار به نام آنتی یو وی می‌شناسند، اما استابلایزرهای نوری پی وی سی را به چهار گروه عمده می‌توان تقسیم کرد.

  1. جاذب UV  آلی
  2. آنتی یو وی‌های معدنی (UV-screening)
  3. آنتی یو وی جاذب رادیکال آزاد
  4. آنتی یو وی کروموفور (chromophore quenchers)

این دسته بندی مطلق نیست و ممکن است یک UV را بتوان در چند گروه قرار داد.

تاثیر آنتی اکسیدان بر خواص پایداری نوری

آنتی اکسیدان‌های نوع اول به عنوان یک جاذب رادیکال آزاد عمل کرده و آنتی اکسیدان نوع دوم نقش تجزیه کننده هیدروپراکسید را دارند؛ با توجه به دسته بندی استابلایزرهای نوری که در بالا توضیح داده شد، مشخص می‌شود که آنتی اکسیدان نیز می‌تواند در پایداری نوری پی وی سی نقش داشته باشد.

جاذب UV آلی

این نوع استابلایزرهای نوری، طول موج در محدوده UV را جذب کرده و مجدد با طول موج بیشتر (انرژی کمتر) منتشر می‌کنند و از تخریب پی وی سی توسط نور یو وی جلوگیری می‌کنند.

در واقع استابلایزر نوری ایده‌آل باید طول موج‌های بین ۲۸۰– ۴۰۰ نانومتر را جذب کند و جذبی در ناحیه مرئی نداشته باشد. (جذب در ناحیه مرئی بر روی رنگ و شفافیت اثر می‌گذارد.)

با وجود آنکه بیشتر آنتی یو وی‌های موجود در بازار عملکرد خوبی از این نظر دارد ولی در عمل اکثر گریدها همه طول موج‌های UV را به طور کامل جذب نمی‌کنند.

انواع آنتی یو ارگانیک (آلی)

  • UV پی وی سی بر پایه بنزوفنون -benzophenones

معمولا از مشتق ۲-هیدروکسی و یا ۲و۲- دی هیدروکسی بنزوفنون‌ها استفاده می‌شود.

گریدهای رایج  UVبنزوفنون

  • Cyasorb UV 24
  • Cyasorb UV 531
  • Cyasorb UV9
  • Uvinul D 408
  • UV-Chek 541 A
  • AM-300
  • Carstab 700

دوز مصرف  UV بنزوفنون در پی وی سی، ۰.۱ تا ۰.۸ phr  بوده و به نوع کاربرد محصول و ویژگی محصول و فرمولاسیون بستگی دارد.

مقاله پیشنهادی: بررسی بازیافت مکانیکی و شیمیایی پی وی سی

  • آنتی یو وی بنزوتری آزول Benzotriazole

از جمله استابیلایزرهای نوری متداول در صنعت پی وی سی و سایر پلیمرها هستند که معمولا با نام تجاری Tinuvin در بازار شناخته می شوند.

گریدهای رایج  UV بنزوتری آزول

  • Tinuvin 320
  • Tinuvin 326
  • Tinuvin 327
  • Vanox UV-1

دوز مصرف UV بنزوتری آزول در پی وی سی، ۰.۱ تا ۰.۸ phr  بوده و به نوع کاربرد محصول و ویژگی محصول و فرمولاسیون بستگی دارد.

  • UV سیانو اکریلات -cyanoacrylates

گریدهای متداول آنتی یو وی سیانواکریلات

  • Uvinul N-35
  • Uvinul N-559

سایر استابلایزرهای نور ارگانیک پی وی سی

از سایر ترکیبات از جمله فنیل سالیسیلات و فنیل فرمامیدین نیز به عنوان آنتی یو وی‌های آلی پی وی سی می‌توان استفاده کرد.

افزایش تاثیر UV در پی وی سی

عوامل مختلفی در بهبود تاثیر آنتی یو وی PVC نقش دارند شامل موارد زیر هستند.

  • درصد استفاده UV

به طور کلی افزایش غلظت UV سبب بهبود تاثیر آن در پی وی سی می‌شود. دوز مصرف موثر آنتی UV در پی وی سی به طور مستقیم به ضخامت محصول پی وی سی بستگی دارد.

 برای محصولاتی با ضخامت کم به طور مثال فیلم پی وی سی نیاز به دوز مصرف بالاتری نسبت به محصولاتی با ضخامت بیشتر است؛ زیرا با افزایش ضخامت، میزان و قدرت امواجی که به محصول می‌رسند کاهش می‌یابد و بخش از آن‌ها توسط سایر اجزای فرمولاسیون پی وی سی جذب می‌شوند.

  • نقش آنتی اکسیدان در افزایش پایداری نوری

به طور کلی سازگاری UV با سایر اجزای فرمولاسیون پی وی سی سبب بهبود خواص پایداری نوری PVC می‌شود. یکی از این عوامل استفاده از UV در کنار آنتی اکسیدان‌ها است که سبب بهبود خواص پایداری نوری می‌شود.

  • نقش استابلایزر حرارتی در استفاده از آنتی یو وی

یکی از مشکلات استفاده از جاذب‌های نوری آلی در پی وی سی، تشکیل کمپلکس ناخواسته با استابلایزر حرارتی و در نتیجه ایجاد رنگ در محصول پی وی سی است که در ادامه به آن پرداخته می‌شود.

رنگ زرد ناخواسته در محصول پی وی سی چگونه ایجاد می‌شود؟

ایجاد رنگ زرد به صورت لکه‌ای یا یکپارچه بر روی محصولات پی وی سی ممکن است ناشی از برهم کنش جاذب یوی وی آلی از نوع بنزوتری آزول،  بنزوفنون با استابلایزرهای باریم/کادمیم یا باریم/کادمیم/زینک باشد. (استبلایزر یا هر جزئی که قلیایی باشد امکان ایجاد این مشکل را دارد، البته گریدهای خنشی از استابلایزرهای نامبرده شده موجود است.)

نکته: ایجاد رنگ زرد ممکن است در اثر حضور اکسید نیتروژن و برهمکنش با دی هیدروکسی بنزوفنون باشد.

رنگ صورتی یا بنفش ناخواسته در محصول پی وی سی

رنگ بنفش یا صورتی در محصول پی وی سی ممکن است ناشی از برهم کنش استابلایزر نوری بنزوتری آزول با استابلایزر حرارتی قلع باشد.

مقاله پیشنهادی: پیگمنت چیست و بررسی پیگمنت‌های پی وی سی

آنتی یو وی معدنی پی وی سی چیست؟

آنتی یو وی‌های معدنی به مانند یک سد در مقابل نفوذ امواج نوری ( نور UV و نور مرئی) عمل می‌کنند. سه دسته کلی از آنتی یو وی‌های معدنی در پی وی سی پر کاربرد هستند.

  • کربن بلک

کربن بلک یا دوده در پی وی سی نور UV را جذب کرده و همانند جاذب‌های یووی به شکل نور با انرژی کمتر بازتاب می‌دهد. میزان دوز مصرف دوده با هدف پایداری نوری نباید کمتر از ۲ phr  باشد.

  • تیتانیم دی اکسید

عملکرد تیتانیم دی اکسید نیز به مانند کربن بلک می‌باشد و با جذب UV از تخریب پی وی سی جلوگیری می‌کند. میزان دوز مصرف تیتان دی اکسید با هدف پایداری نوری در حدود ۵ تا ۱۵ phr می باشد.

  • اکسید روی

اکسید روی از دیگر آنتی یو وی‌های معدنی پی وی سی است. میزان دوز مصرف این مواد بسته به فرمولاسیون و کاربرد دارد این نوع UV می‌تواند اثر هم افزایی خوبی با آنتی اکسیدان‌ها داشته باشد.

آنتی یو وی پی وی سی از نوع جاذب رادیکال آزاد

همان طور که جذب رادیکال آزاد در مکانسیم اکسایش پلیمرها سبب جلوگیری از تخریب پی وی سی می‌شود، در تخریب نوری پی وی سی نیز رادیکال‌های آزاد حاصل شده می‌توانند توسط برخی آنتی یو وی‌ها جذب شده و در نتیجه مانع تخریب بیشتر شوند.

از مهم‌ترین جاذب‌های رادیکال آزاد hindered amine light stabilisers  یا HALS  می‌باشد، این UV به شکل گسترده‌ای در پلی الفین‌ها و ای بی اس استفاده شده، اما در پی وی سی به علت ایجاد نقص در مکانیسم پایداری حرارتی پی وی سی کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مهم‌ترین گریدهای آنتی یو وی HALS

  • Tinuvin 770
  • Chimasorb 944

نکته: آنتی یو وی‌های پایه آمین مانند آنچه در بالا توضیح داده شد در سیستم استابلایزرهای باریم/کادمیم و باریم/کادمیم/زینک استفاده میشوند، اما در سیستم استابلایزرهایی حاوی گوگرد توصیه نمیشوند.

آنتی یو وی پی وی سی از نوع  Chromophore Quenchers

این نوع آنتی یو وی‌های پی وی سی کمتر متداول بوده و مکانسیم عملکرد آن‌ها از طریق جذب نور UV می‌باشد.

در شکل زیر ساختار و گریدهای متداول UV پی وی سی نمایش داده شده‎ اند.

 

آنتی یو وی پی وی سی

 کلام آخر

آنتی یو وی متناسب با دوز مصرف آن مزایا و مضراتی را برای تولیدات پی وی سی به همراه دارد. هر کدام از مزایا و مضرات گفته شده تأثیرات مختلفی را ایجاد می‌کنند که برای هر نوع محصول متفاوت خواهد بود. بسته به نوع کارکرد این نور نحوه مواجه با آن نیز تفاوت خواهد کرد.

تهیه و تنظیم: سایت پلینو

 منابع: www.elsevier.com، مشاوران پلینو

 

 

 

 

 

 

 

 

ثبت نظر


( نظر خود را درباره این مقاله ثبت نمایید )