Kaj so svetlobni stabilizatorji (HALS)? Opredelitev stabilizatorja svetlobe
Glavni razred svetlobnih stabilizatorjev vključuje tako imenovane ovirane aminske svetlobne stabilizatorje (skrajšano HALS). So derivati 2,2,6,6-tetrametilpiperidina in so izjemno učinkoviti stabilizatorji proti fotorazgradnji večine polimerov.
HALS so močni lovilci in delujejo tako, da zavirajo razgradnjo polimerov, ki so tvorili proste radikale, ne absorbirajo UV-sevanja, ampak delujejo tako, da zavirajo razgradnjo polimerov. Na podoben način kot antioksidanti upočasnjujejo fotokemično povzročene razgradne reakcije. Mehanizem razlike med antioksidanti in HALS je, da so reakcije HALS ciklične, medtem ko antioksidanti niso.
Komercialno gledano so trenutno najpomembnejši svetlobni stabilizatorji zavirani amini, ki jim sledijo benzofenoni in benzotriazoli.
sinonim za stabilizator svetlobe
Svetlobni stabilizatorji z zaviranimi amini (skrajšano HALS)
dodatek za stabilizacijo svetlobe
UV absorber
Kako delujejo stabilizatorji svetlobe? Mehanizem svetlobnih stabilizatorjev
Mehanizem ni popolnoma razumljen. Razpad hidroperoksida in lovljenje prostih radikalov zagotovo igra vlogo, prav tako regeneracija HALS, kjer se UV absorber zaradi delovanja pogosto porabi. Obstaja več teorij o tem, kako to deluje – morda s prenosom energije, prenehanjem delovanja prostih radikalov (na sliki spodaj) ali razpadom peroksida. Izjemna stabilizacija je bila dosežena pri sorazmerno nizkih koncentracijah in zdi se, da se HALS v procesu stabilizacije dejansko regenerirajo, namesto da bi jih ta porabil. Teorija nakazuje, da ovirani amini oksidirajo v tvorbo aminskih etrov, ki so neradikalne vrste.
Učinkovitost HALS sistemov ni odvisna od debeline plastičnega izdelka, zato so še posebej primerni za zaščito površinskih slojev in tankih profilov. Reagenti so z nizko ali visoko molekulsko maso. Polimerni HALS zagotavlja odlično združljivost, nizko hlapnost, odlično odpornost proti ekstrakciji in prispeva k toplotni stabilnosti. Kombinacija dveh razredov z visoko molekulsko maso zagotavlja dobro ravnotežje lastnosti v folijah za rastlinjake, kar je glavna uporaba HALS v folijah LDPE.
Sinergistični učinek stabilizatorja svetlobe in UV absorberja
UV absorberji ne morejo absorbirati vsega UV sevanja, ki mu je izdelek izpostavljen. Nekaj UV-sevanja prodre skozi površino. Zaradi tega so HALS vključeni v polimere. Te molekule delujejo tako, da lovijo vse proste radikale, ki nastanejo – za razliko od UV absorberjev, ki preprečujejo njihov nastanek tako, da najprej odstranijo proste radikale iz sistema in se nato regenerirajo. Zaradi tega večina formulatorjev uporablja kombinacijo absorbentov in HALS.
Sinergistična kombinacija UV absorberjev in HALS je optimalna za stabilizacijo polimerov. UV absorberje ureja Beer-Lambertov zakon
Absorbanca je torej linearno povezana s koncentracijo UVA (320 do 400 nm (za fotoutrjevanje)), njegovo molsko absorpcijo (koeficient ekstinkcije) in dolžino poti (debelina nanosa). HALS so lovilci prostih radikalov, za katere ne velja Beerov zakon in delujejo kjer koli v sistemu.
Trg in trendi UV absorberjev in stabilizatorjev svetlobe
Leta 2015 je obseg svetovnega trga UV absorberjev (vključno s stabilizatorji svetlobe) za plastiko in premaze znašal približno 13 milijard RMB, s skupno povprečno stopnjo rasti (CAGR) od 3 do 4 odstotke v naslednjih štirih letih. To pripisujejo industrijskemu razvoju na nastajajočih trgih in znatni rasti povpraševanja po premazih po vsem svetu. Na primer, avtomobilski in industrijski premazi spodbujajo povpraševanje po polimernih dodatkih. Z visokim tehnološkim pragom za aditivno proizvodnjo in razvoj se proizvajalci UV absorberjev (vključno s stabilizatorji svetlobe) nahajajo v nekaj kemično razvitih državah. Priložnosti za rast obstajajo na novih trgih in raziskovanju novih aplikacij
