ما هي مثبتات الضوء (هالس)؟ تعريف الضوء المثبت
تشتمل فئة رئيسية من مثبتات الضوء على ما يسمى مثبتات ضوء الأمين المعوق (اختصار HALS). وهي مشتقات من 2،2،6 ، 6- tetramethylpiperidine وهي مثبتات فعالة للغاية ضد التحلل الضوئي لمعظم البوليمرات.
HALS عبارة عن كاسحات قوية وتعمل عن طريق منع تحلل البوليمرات التي شكلت جذورًا حرة ، فهي لا تمتص الأشعة فوق البنفسجية ولكنها تعمل على منع تحلل البوليمر. إنها تبطئ تفاعلات التحلل المستحثة ضوئيًا بطريقة مشابهة لمضادات الأكسدة. آلية الاختلاف بين مضادات الأكسدة و HALS هي أن تفاعلات HALS دورية ، في حين أن مضادات الأكسدة ليست كذلك.
من الناحية التجارية ، تعتبر مثبتات ضوء الأمين المعطل الآن أهم مثبتات الضوء ، يليها benzophenones و benzotriazoles.
مرادف مثبت الضوء
مثبتات الأمين الخفيفة المعوقة (يُشار إليها اختصارًا باسم HALS)
المضافات الخفيفة استقرار
ممتص للأشعة فوق البنفسجية
كيف تعمل مثبتات الضوء؟ آلية مثبتات الضوء
الآلية ليست مفهومة بالكامل. من المؤكد أن تحلل هيدروبيروكسيد وكسح الجذور الحرة يلعبان دورًا ، كما يفعل تجديد HALS ، حيث غالبًا ما يتم استهلاك ممتص الأشعة فوق البنفسجية بسبب تشغيله. هناك العديد من النظريات حول كيفية عمل ذلك - ربما من خلال نقل الطاقة ، أو إنهاء الجذور الحرة (في الصورة أدناه) ، أو انهيار البيروكسيد. تم تحقيق استقرار ملحوظ بتركيزات منخفضة نسبيًا ، ويبدو أن HALS يتم تجديده بالفعل من خلال عملية التثبيت بدلاً من استهلاكه. تشير النظرية إلى أن الأمينات المعوقة تتأكسد لتكوين إثيرات أمين ، وهي أنواع غير جذرية.
لا تعتمد فعالية أنظمة HALS على سمك المنتج البلاستيكي ، لذا فهي مناسبة بشكل خاص لحماية طبقات السطح والأقسام الرقيقة. الكواشف ذات وزن جزيئي منخفض أو مرتفع. توفر HALS البوليمرية توافقًا ممتازًا ، وتقلبًا منخفضًا ، ومقاومة استخلاص ممتازة ، وتساهم في الاستقرار الحراري. يوفر الجمع بين درجتين عاليتي الوزن الجزيئي توازنًا جيدًا للخصائص في أغشية الدفيئة ، وهو الاستخدام الرئيسي لـ HALS في أفلام LDPE.
التأثير التآزري لمثبت الضوء وامتصاص الأشعة فوق البنفسجية
لا تستطيع ممتصات الأشعة فوق البنفسجية امتصاص جميع الأشعة فوق البنفسجية التي يتعرض لها المنتج. بعض الأشعة فوق البنفسجية تخترق السطح. وبسبب هذا ، يتم دمج HALS في البوليمرات. تعمل هذه الجزيئات عن طريق تنظيف أي جذور حرة تتشكل - على عكس ماصات الأشعة فوق البنفسجية ، التي تمنع تكوينها عن طريق إزالة الجذور الحرة أولاً من النظام ثم تجديد نفسها. لهذا السبب ، تستخدم معظم التركيبات مزيجًا من المواد الماصة و HALS.
مزيج تآزري من ماصات الأشعة فوق البنفسجية و HALS هو الأمثل لتثبيت البوليمرات. تخضع ممتصات الأشعة فوق البنفسجية لقانون بير لامبرت
وبالتالي ، فإن الامتصاص مرتبط خطيًا بتركيز الأشعة فوق البنفسجية الطويلة (320 إلى 400 نانومتر (للتصوير الضوئي)) ، وامتصاصها المولي (معامل الانقراض) وطول المسار (سماكة الطلاء). HALS عبارة عن كاسحات للجذور الحرة لا تخضع لقانون بير وتعمل في أي مكان في النظام.
ماصات الأشعة فوق البنفسجية ومثبتات الضوء السوق والاتجاهات
في عام 2015 ، بلغ حجم السوق العالمي لامتصاص الأشعة فوق البنفسجية (بما في ذلك مثبتات الضوء) للبلاستيك والطلاء ما يقرب من 13 مليار يوان ، بمتوسط معدل نمو مركب (CAGR) من 3 في المائة إلى 4 في المائة في السنوات الأربع المقبلة. ويعزى ذلك إلى التطور الصناعي في الأسواق الناشئة والنمو الكبير في الطلب على الطلاء على مستوى العالم. على سبيل المثال ، تدفع طلاءات السيارات والصناعية الطلب على إضافات البوليمر. مع العتبة التكنولوجية العالية لتصنيع المواد المضافة وتطويرها ، توجد الشركات المصنعة لأجهزة امتصاص الأشعة فوق البنفسجية (بما في ذلك مثبتات الضوء) في عدد قليل من البلدان المتقدمة كيميائيًا. توجد فرص نمو في أسواق جديدة واستكشاف تطبيقات جديدة
