آنتی یو وی پلیمری | انواع جاذب UV و استابلایزر نوری

ترکیبات آنتی یو وی از جمله مواد شیمیایی مهم در اقتصاد جهانی هستند. حجم بازار این مواد در حدود 2 میلیارد دلار در سال تخمین زده می‌شود. ضد uv  یا آنتی یو وی به ترکیباتی گفته می‌شود که توانایی جذب نور UV ، منعکس کردن آن  و یا کاهش اثرات جانبی حاصل از UV  را داشته باشند. به طور کلی نور UV  که از خورشید به سمت زمین می‌رسد دارای انرژی بالایی می‌باشد. نور UV  قادر است پیوندهای موجود در پلیمر و پلاستیک را شکسته و سبب ایجاد رادیکال آزاد و تخریب پلیمر شود که خود را به صورت زرد شدن، تغییر رنگ و کاهش خواص مکانیکی نشان می‌دهد. جاذب UV  یا uv absorber  و استابلایزر نوری یا HALS  از مهم ترکیبات مورد استفاده در پلیمرها هستند که در این مقاله به آن پرداخته شده است.

 

جاذب یو وی یا UV Absorber

این ترکیبات قادرند نور یو وی را جذب کرده و آنرا به انرژی گرمایی تبدیل کننده که در زنجیره پلیمر پخش شده و آسیبی به آن وارد نمی‌کنند. در واقع ترکیبات کمی هستند که بتوانند دقیقا در طول موج نور uv  جذب داشته باشند و این خاصیت را دوز مصرف کمی نشان دهند. به همین علت است که ترکیبات جاذب uv  عموما گران قیمت بوده و از جمله گران ترین افزودنی‌های پلیمر محسوب می‌شوند. مهم ترین ترکیبات جاذب یو وی عبارتند از

 

-بنزوتری ازول ها یا benzotriazoles

-بنزوفنون‌ها یا benzophenones

-تری ازین‌ها یا triazines

 

 

استابلایزر نوری یا HALS

 

استابلایزرهای نوری که عمدتا از نوع آمین بازدارنده یا HALS  هستند با جذب رادیکال آزاد تشکیل شده در اثر نور UV  سبب پایدارسازی نوری پلیمر می‌شوند. در بسیاری موارد استابلایزرهای نوری به صورت مکمل در کنار جاذب UV  استفاده شده و سبب پایدار شدن بیشتر در پلیمر می‌شوند. در واقع اینطور بیان می‌شود که جاذب یو وی قادر به جذب تمام نور UV  نبوده و عبور مقدار از نور UV  از ماده سبب تخریب و تشکیل رادیکال آزاد شده که در اینجا ترکیبات استابلایزر نوری به عنوان ماده مکمل عمل کرده و سبب افزایش خواص آنتی UV  می‌شوند.

برخی موارد توصیه می‌شود که HALS  برای محصولات رنگی و جاذب UV  برای محصولات شفاف مورد استفاده شود با این حال این یک قانون در همه جا صادق نیست و هر کدام از این مواد خواص منحصر به فرد خود را دارند و در بیشتر فرمولاسیون‌ها استفاده هم زمان آنها بهترین نتیجه را خواهد داد.

 

 

راهنمای انتخاب سیستم آنتی یو وی برای پلیمر

 

به طور کلی برای انتخاب یک جاذب یو وی و استابلایزر نوری ایده آل باید موارد زیر را در نظر گرفت

 

1-سازگاری با پایه پلیمر و سایر اجزا فرمولاسیون

باید توجه داشت حتما آنتی یو وی انتخاب شده با پلیمر پایه سازگار باشد. برخی ترکیبات آنتی یو وی با محصولات جانبی پلیمر در حین فرآیند واکنش داده و اثر آنها کم می‌شود. همچنین باید آنتی یو وی انتخاب شده با سایر افزودنی‌ها سازگار باشد.

 

2-نداشتن مهاجرت

وزن مولکولی آنتی یو وی انتخاب شده باید به شکلی باشد که کمترین مهاجرت را از سطح پلیمر داشته باشد.

 

3-فرآیند پذیری خوب

آنتی یو وی انتخاب شده باید دمای ذوب  متناسب با پلیمر پایه و شرایط فرآیندی داشته باشد و در طول فرآیند تولید قطعه یا مستربچ به صورت یکنواخت در ماتریس پلیمر پخش شود.

 

 

ترکیب بر پایه فرمامیدین (formamidine)

از جمله UV1  با فرمول شیمیایی N-(Ethoxycarbonylphenyl)-N'-methylN'-phenyl formamidine

این جاذب یو وی بیشتر برای فوم پلی یورتان، چرم مصنوعی پلی یورتان و پلی یورتان الاستومر کاربرد دارد.

 

ترکیب بر پایه تتراآزودکان (tetraazadodecane)

از جمله UV119  با فرمول شیمیایی 1,5,8,12-Tetrakis[4,6-bis(N-butyl-N-1,2,2,6,6-pentamethyl4- piperidylamino)-1,3,5-triazin-2-yl]-1,5,8,12- tetraazadodecane که نوعی استابلایزر نوری با وزن مولکولی بالا است که خواص آنتی اکسیدانی نیز دارد. مقاومت در برابر مهاجرت و با فراریت کم می‌باشد. این ترکیب برای پلی الفین و الاستومرها مناسب است.

 

ترکیب بر پایه هگزا متیلن دی آمین (hexamethylendiamine)

از جمله UV4050  با فرمول شیمیایی N,N’-bisformyl-N,N’-bis-(2,2,6,6-tetramethyl4-piperidinyl)-hexamethylendiamine) که نوعی استابلایزر نوری از نوع HALS  بوده و برای تولید انواع پلی الفین، پلی آمید، ای بی اس و پلی استر کاربرد دارد. همچنین به صورت ترکیبی با جاذب UV  نیز استفاده می‌شود.

 

ترکیب بر پایه پی پیریدن آمید (piperidinamine)

از جمله UV5050  با فرمول شیمیایی  2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinamine که در انواع پلی اتیلن و پلی پروپیلن کاربرد داشته و همچنین برای پی وی سی نیز توصیه می‌شود. این ماده از نوع استابلایزر نوری HALS  بوده و برای ای بی اس، پلی یورتان، پلی اتیلن ترفتالات نیز توصیه می‌شود.

 

ترکیب بر پایه سباسات (sebacate)

از جمله UV123  با فرمول شیمیایی Bis-(1-octyloxy-2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl) sebacate که از نوع استابلایزر نوری بوده و به صورت مایع می‌باشد. کاربرد اصلی این ماده در صنعت رنگ و پوشش است.

 

ترکیب بر پایه دی فنیل اکریلول اکسی متیل پروپان (diphenylacryloyl)oxy]methyl]propane)

از جمله UV3030  با فرمول شیمایی 1,3-Bis-[(2'-cyano-3',3'- diphenylacryloyl)oxy] -2,2-bis-[[(2'-cyano-3',3'-diphenylacryloyl)oxy] methyl]propane که دمای ذوب بالایی داشته و برای تولید قطعاتی که در دمای بالا استفاده می‌شود، مناسب است این ماده از نوع جاذب UV  می‌باشد. و برای تولید پلی کربنات، پلی اتیلن ترفتالات و پلی آمید مناسب است.

 

ترکیب بر پایه دی فنیل پروپنوآت (diphenylpropenoate )

از جمله UV3039  با فرمول شیمیایی 2‐Ethylhexyl‐2‐cyano‐3,3‐diphenylpropenoate  که در آب نامحلول بوده و از نوع جاذب UV می‌باشد. سازگاری خوبی با سایر جاذب‌های UV  داشته و برای تولید جوهر، چسب و رزین آکریلیک استفاده می‌شود.

 

ترکیب بر پایه بنزیل فرمامیدین (benzylformamidine)

از جمله UV3  با فرمول شیمیایی N,N'-Bis(4-ethoxycarbonylphenyl)-N-benzylformamidine که از نوع جاذب UV  بوده و بیشتر در پلیمرهای مهندسی از جمله پلی کربنات، PBT  و PA  کاربرد دارد.

 

ترکیب بر پایه پی پریدنیل استئارات (piperidinyl stearate)

 

از جمله  UV3853  با فرمول شیمیایی 2,2,6,6-Tetramethyl-4-piperidinyl stearate که از نوع استابلایزر نوری HALS  با وزن مولکولی پایین بوده و بیشتر در پلی پروپیلن و پلی استایرن کاربرد دارد.

 

ترکیب بر پایه تری آزین (triazin)

از جمله UV1164  با فرمول شیمیایی 2-(4,6-Bis-(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5- triazin-2-yl)-5-(octyloxy)-phenol که از نوع جاذب یو وی بوده و در پی وی سی، ای بی اس، پلی آمید، پلی بوتیلن ترفتالات، آکریلیک و... کاربرد دارد.

 

ترکیب بر پایه بنزوفنون (benzophenone)

از جمله UV3049 با فرمول شیمیایی 2,2'-dihydroxy-4,4'-dimethoxybenzophenone  که به صورت تخصصی برای تولید فیلم پلی استر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

ترکیب بر پایه بنزواکسازین (benzoxazin)

از جمله UV3638  با فرمول شیمیایی 2,2'-Benzol-1,4-diylbis (4H-3,1-benzoxazin-4-on) که از نوع جاذب UV  بوده و به صورت تخصصی برای الیاف پلی اتیلن ترفتالات و برخی کاربردهای پلی کربنات مصرف می‌شود.

 

ترکیب بر پایه تری آزین

از جمله UV1579 با فرمول شیمایی 2-(2-Hydroxy-4-methoxyphenyl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine که از نوع جاذب UV  بوده و به صورت تخصصی برای الیافت PET  مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

ترکیب بر پایه هگزان دی آمین و تری آزین

از جمله UV3529  با فرمول شیمیایی N,N'-Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl)-1,6-hexanediamine polymers with morpholine-2,4,6-trichloro-1,3,5-triazine reaction products methylated که از نوع استابلایزر نوری HALS  با وزن مولکولی بالا بوده و در اغلب پلاستیک‌ها از جمله پی وی سی، پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی استال، پلی استایرن، پلی آمید، پلی متیل متاکریلات و ...کاربرد دارد.

 

ترکیبات پلیمری تری آزین

از جمله UV3346  با فرمول شیمیایی Poly[N,N'-bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl)-1,6-hexanediamine-co-2,4-dichloro-6-morpholino-1,3,5-triazine] که از نوع  جاذب استابلایزر نوری HALS  بوده و در انواع پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی آمید، پلاستیک PBT، پلاستیک ABS، پلاستیک ASA، پلی استال، آکریلیک، پلی یروتان و... کاربرد دارد.

 

ترکیب بر پایه هیدروکسی فنیل تری آزین (hydroxyphenyl triazine)

از جمله UV1577  با فرمول شیمیایی 2-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-5- [(hexyl)oxy]-phenol که از نوع جاذب UV  بوده و در الیاژ پلیمری از جمله آلیاژ پلی کربنات/ای بی اس، پلی کربنات/پلی بوتیلن ترفتالات، پلی کربنات/پلی اتیلن ترفتالات و موارد دیگر کاربرد دارد.

 

ترکیب بر پایه سباسات

از جمله UV765  با فرمول شیمیایی bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate and methyl 1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl sebacate که به صورت مایع بوده و در پلیمرهای وینیلی از جمله PVC  و PVB، در پلی یورتان، چسب، سیلان، پلی استایرن، پلی الفین، آکریلیک و پلی استر کاربرد دارد.

 

ترکیب بر پایه اکسامید

 ازجمله UV312  با فرمول شیمیایی N-(2-ethoxyphenyl)-N'-(2-ethylphenyl)oxamide که از نوع جاذب UV  بوده و برای پلی استایرن و پی وی سی نرم و سخت توصیه می‌شود. این ترکیبت دارای خواص آنتی اکسیدانی نیز می‌باشد.

 

ترکیب پلیمری تری آزین

از جمله UV944  با فرمول شیمیایی oli [[6-[ (1,1,3,3-tetrametilbutil)ammino]-s-triazina-2,4-diil]- [(2,2,6,6-tetrametil-4-piperidil)immino]-esametilene- [(2,2,6,6-tetrametil-4-piperidil)immino]] که از نوع HALS  بوده و برای پی وی سی، EVA، پلی استال، پلی یورتان، پلی اتیلن XPE  کاربرد دارد.

 

ترکیب بر پایه سباسات

از جمله UV770  با فرمول شیمیایی Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)sebacate که از نوع HALS  با وزن مولکولی پایین بوده و برای پلی اتیلن، پلی پروپیلن، EVA ، پلی آمید و پلی یورتان توصیه می‌شود.

 

 

ترکیب بر پایه بوتان دی اوئیک اسید

از جمله UV622 با فرمول شیمیایی Poly (4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethyl-1- piperidine ethanol-alt-1,4-butanedioic acid) که از نوع استابلایزر نوری HALS  بوده و در انواع الاستومر، پلی الفین، پلی امید و... کاربرد دارد. این ترکیبت دارای خواص آنتی اکسیدانی نیز می‌باشد.

 

ترکیب بر پایه بزوتری آزول

از جمله UVP  با فرمول شیمایی 2-(2H-benzotriazol-2-yl)-p-cresol که از نوع جاذب UV  بوده و برای پلیمرهای هالوژن دار از جمله پی وی سی کاربرد دارد. همچنین در پلی استایرن، پلاستیک‌های مهندسی، ریز آکریلیک و پلی استر نیز کاربرد دارد.

 

ترکیب بر پایه بنزوتری ازول

از جمله UV360  با فرمول شیمیایی Fenolo 2,2'-metilene(6-(2h-benzotriazolo-2-il)-4-(1,1,3,3tetrametilbutil)) که از نوع جاذب UV  بوده و برای پلاستیک‌هایی چون پلی کربنات، پلی استال، پلی بوتیلن ترفتالات، PETو الاستومرها کاربرد دارد.

 

ترکیب بر پایه بنزوتری آزول

از جمله UV329  با فرمول شیمیایی 2-(2H-benzotriazole-2-yl)-4-(1,1,3,3,-tetramethylbutyl)phenol که از نوع HALS  بوده و در طیف گسترده ای از پلیمرها از جمله پی وی سی، پلی استایرن، آلیاژ ABS  و ... کاربرد دارد.

 

 

ترکیب بر پایه بنزوتری آزول

از جمله UV234  با فرمول شیمیایی 2-(2H-benzotriazol-2-yl)-4,6-bis(1-methyl1-phenylethyl)phenol از نوع استابلایزر نوری HALS  بوده و برای پلیمرهایی که در دمای بالا فرآیند می‌شود از جمله پلی کربنات، پلی آمید، پلی اتیلن و بوتیلن ترفتالات، پلی پروپیلن اکسید و ... مناسب است. همچنین برای پی وی سی و پلی استایرن نیز توصیه می‌شود.