摘要:紫外线吸收剂是一类可防止太阳光或其他人造紫外光引起聚合物降解的物质。2-(2′-羟基)苯并三唑、2-羟基二苯酮、水杨酸酯等可用作紫外线吸收剂,本文综述了其合成和应用的情况,该类产品的改性使之性能更好,可用于一些工程塑料中。
随着紫外线辐射量的增加和短波化,其对人类的生产和生活产生重大的危害和影响。保护人体避免过量和紫外线辐射,减少高分子材料光老化现象已经成为当今许多行业开发新产品的目标之一。
高分子材料在生产和加工时,一般均需添加紫外线稳定吸收剂和其它添加剂。尤其是汽车零件、建筑材料等领域对耐候性、抗氧化性、耐热性等提出了苛刻的要求。在医药、食品包装等领域则要求稳定剂不仅无毒,而且不向药物和食品中迁移。此外,塑料地毯、人造草坪、合成纤维制品等在经雨淋或洗涤时稳定剂要求不被抽出。再者,对塑料添加剂在加工过程中对环境的影响也已提到议事日程上来,为此工业界近年来针对上述问题进行了大量的研究,以适应工业的发展。
随着高分子材料制品户外应用领域的扩大,稳定剂(尤其是光稳定剂)在整个聚合物助剂中的地位愈加突出。寻求高效、卫生、廉价和满足苛刻加工与应用条件的稳定剂新品种、新结构始终是工业界所追求的目标。综观国内外开发和研究现状,作为光稳定剂的主要品种的紫外线吸收剂的开发和研究呈现出一些新的趋势和特征。
1 紫外线吸收剂的作用机理
紫外线吸收剂所以能吸收紫外光是由于该类化合物分子中含有共轭π电子体系的结构与能够进行氢原子移动的结构两部分所致。也有的只有前一部分的情况。紫外线吸收剂其结构分子中至少含有一个邻位羟基苯基取代基,这类化合物中由邻位羟基与氮原子或氧原子形成一螯合环,在吸收紫外线后,氢键断裂发生分子异构,分子内结构发生热振动,氢键破坏,螯合环打开,分子内结构发生变化,这样就将有害的紫外光变为无害的热能放出,从而保护了材料,对于常用的二苯酮和苯并三唑类紫外线吸收剂来说,上述机理可用下式表示:
在这个过程中,分子内所形成的螯合环是其具有紫外线功能的关键,打开此环的能量敏感范围正好为290~400nm波长的紫外线能量范围。
另外,作为紫外线吸收剂,还必须能在紫外光或可见光的作用下不进行光化学反应;对化学药品及水稳定性好,对热的稳定性好;挥发性小;对高分子材料的相容性好及不被溶剂萃取等。满足上述条件的化合物才能作为紫外线吸收剂使用。
按化学结构划分,紫外线吸收剂可分为苯并三唑类、二苯甲酮类、三嗪类、水杨酸酯类及氰代丙烯酸酯类等。
2 各类紫外线吸收剂的研究动态
2·1 苯并三唑类
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