القراءة الموجهة
يمكن لممتصات الأشعة فوق البنفسجية امتصاص الأشعة فوق البنفسجية عالية الطاقة بقوة وانتقائية ، وفي شكل تحويل الطاقة ، يتم إطلاق الطاقة الممتصة واستهلاكها كطاقة حرارية أو إشعاع منخفض الطاقة غير ضار ، وبالتالي تجنب تلف الجلد ومنع امتصاص البوليمر للطاقة فوق البنفسجية يؤدي إلى الإثارة والتحلل الفيزيائي الضوئي والكيميائي الضوئي.
1.مبدأ امتصاص الأشعة فوق البنفسجية:
تختلف آلية امتصاص الطاقة الضوئية وتحويلها لممتصات الأشعة فوق البنفسجية باختلاف النوع ، ويتم وصفها على النحو التالي ؛
l البنزوفينونات
ممتصات الأشعة فوق البنفسجية البنزوفينون هي الفئة الأكثر استخداما من ممتصات الأشعة فوق البنفسجية. هذا النوع من امتصاص الأشعة فوق البنفسجية له تأثير امتصاص بطيء على uV-A و uV-B و uV-C. يمكن لمجموعة الكيتون ومجموعة الهيدروكسيل في الجزيء توليد رابطة هيدروجينية داخلية لتشكيل حلقة مخلبة. بعد أن يمتص طاقة الضوء فوق البنفسجي ، يحدث الاهتزاز الحراري للجزيء ، ويتم كسر الرابطة الهيدروجينية الداخلية ، ويتم فتح حلقة المخلب. يتم تحويل طاقة الأشعة فوق البنفسجية إلى طاقة حرارية وإطلاقها. بالإضافة إلى ذلك ، سيتم امتصاص مجموعة الكربونيل في الجزيء بواسطة طاقة الضوء فوق البنفسجي. متحمس ، مما أدى إلى tautomerism. توليد بنية اينول. هذا يستهلك أيضا جزءا من الطاقة. في هذا النوع من امتصاص الأشعة فوق البنفسجية ، ترتبط قوة الرابطة الهيدروجينية في الجزيء بتأثير الجدولة الضوئية. كلما كانت رابطة الأكسجين أقوى ، زادت الطاقة اللازمة لتدميرها ، وكلما زادت طاقة الأشعة فوق البنفسجية التي يتم امتصاصها واستهلاكها ، كان التأثير أفضل ؛ وإلا فإن الشيء نفسه صحيح. يرتبط تأثير الاستقرار أيضا بطول سلسلة الألكوكسي على حلقة البنزين. إذا كان الطول طويلا ، فإن التوافق مع البوليمر جيد. تأثير الاستقرار صحيح تماما. في ممتصات البنزوفينون للأشعة فوق البنفسجية ، يجب أن تحتوي على مجموعة هيدروكسيل في موضع أورثو لمجموعة الكربونيل ، وإلا فإنها لا يمكن أن تشكل رابطة هيدروجينية داخلية ، ولا يمكن استخدامها كممتص للأشعة فوق البنفسجية مع مجموعة هيدروكسيل أورثو. يمكن أن تمتص 290 ~ 380 ~ m الأشعة فوق البنفسجية ، تقريبا لا امتصاص الضوء المرئي ، لا تلوين ، والتوافق الجيد مع البوليمرات الجزيئية العالية. إذا كانت هناك مجموعتان من الهيدروكسيل في موضع أورثو لمجموعة الكربونيل ، فيمكنها امتصاص الأشعة فوق البنفسجية من 300-400 fzm ، وكذلك امتصاص جزء من الضوء المرئي. بسبب امتصاص الضوء المرئي ، فإن الضوء التكميلي غير متوازن. المواد المضافة مع هذا الماص فوق البنفسجي تظهر صفراء. توافق البوليمرات الجزيئية ضعيف أيضا. لذلك ، استخدامه صغير. على الرغم من أن البنزوفينون بدون o-hydroxyl لديه أيضا القدرة على امتصاص الأشعة فوق البنفسجية. ومع ذلك ، فإنه سوف يسبب التحلل الذاتي بعد التعرض للضوء ، لذلك فهو غير مناسب للاستخدام كممتص للأشعة فوق البنفسجية.
l الساليسيلات
ممتصات الأشعة فوق البنفسجية الساليسيلات هي أقدم نوع من ممتصات الأشعة فوق البنفسجية ، والساليسيلات لديها أيضا روابط هيدروجينية داخلية في الجزيء. قدرة هذا النوع من امتصاص الأشعة فوق البنفسجية على امتصاص الأشعة فوق البنفسجية منخفضة جدا في البداية ، ونطاق الامتصاص ضيق للغاية (أقل من 340 فولت متر) ، ولكن بعد فترة معينة من الأشعة فوق البنفسجية ، يزداد امتصاصه تدريجيا حتى الحد الأقصى للامتصاص ، والذي يرجع إلى إعادة ترتيبه الجزيئي يحدث تحت الأشعة فوق البنفسجية ، مما يشكل بنية بنزوفينون مع امتصاص قوي للأشعة فوق البنفسجية ، وبالتالي تعزيز امتصاص الأشعة فوق البنفسجية. لذلك ، يطلق عليه الناس ممتص الأشعة فوق البنفسجية الرائد. يمكن أن يمتص بيسهيدروكسي بنزوفينون ومشتقاته المتولدة بعد إعادة الترتيب الجزيئي جزءا من الضوء المرئي ويظهر باللون الأصفر ، مما يؤدي إلى اصفرار المادة المضافة إلى ممتص الأشعة فوق البنفسجية.
lالبنزوتريازول
تشبه آلية عمل ممتصات الأشعة فوق البنفسجية البنزوتريازول آلية عمل البنزوفينونات. يحتوي البنزوتريازول على مجموعة واسعة من امتصاص الأشعة فوق البنفسجية ، ويمكنه امتصاص الضوء بطول موجي يتراوح بين 300 و 400 متر. ومع ذلك ، فإنه بالكاد يمتص الضوء المرئي فوق 400 ~ m ، لذلك لن يتم غمر المنتج.
lأنواع أخرى من ممتصات الأشعة فوق البنفسجية
بالإضافة إلى ذلك ، من المفترض أن يكون الأكريلونيتريل البديل ، ممتص الأشعة فوق البنفسجية التريازين ، آلية عمله وفقا لأيزومرات CIS-trans ، بحيث يكون تحويل الطاقة للضوء أو إطلاق طاقة غير ضارة. يمكن لممتصات الأشعة فوق البنفسجية البديلة للأكريلونيتريل امتصاص الأشعة فوق البنفسجية من 290-320Fm ، ولا تمتص الضوء المرئي ، ولن تتسبب في فيضان الجسم المطبق. سانهاو امتصاص الأشعة فوق البنفسجية يمكن أن تمتص 300 ~ 400 ~ م من الأشعة فوق البنفسجية. يمكن لممتصات الأشعة فوق البنفسجية امتصاص الجينات الأوكسوكرومية (مثل -NH ، -OH ، -SOH ، -cOOH ، إلخ) والكروموفورات (مثل C: N ، N: N ، N: O ، C) بطول موجي أقل من 400 ~ m : O الخ). كلها مرتبطة بالنواة العطرية. يمكن أيضا استخدام النيكل العضوي كممتص للأشعة فوق البنفسجية ، ولكنه يصنف بشكل عام على أنه مبرد (يعرف أيضا باسم معطل أو عامل حصير ، أو مكواة حالة الليزر ، مكواة الطاقة) ، وقدرته على امتصاص الأشعة فوق البنفسجية أعلى من الاتصال منخفض ، لكنه يمكن أن يمنع البوليمر من التحرر بسبب امتصاص الأشعة فوق البنفسجية.
تتفاعل مجمعات النيكل العضوية مع الجزيئات التي يتم تحضيرها إلى الحالة المثارة للبوليمر في عملية تشعيع الأشعة فوق البنفسجية ، بحيث تعود الحالة المثارة إلى الحالة الأرضية ، ويتم تحويل الطاقة فوق البنفسجية إلى انبعاث طيفي منخفض الطاقة دون تدميره. ، وذلك لحماية البوليمر من التلف. لذلك ، يطلق عليه اسم quencher لأن آلية عمله تختلف عن آلية امتصاص الأشعة فوق البنفسجية العامة. يغير ممتص الأشعة فوق البنفسجية بنية الجزيء نفسه ، بينما يبدد المبرد الطاقة من خلال نقل الطاقة بين الجزيئات.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن عوامل التدريع الضوئي مثل أسود الكربون وثاني أكسيد التيتانيوم وأكسيد الزنك وباريوم الزنك وما إلى ذلك هي أيضا نوع من المواد التي يمكن أن تمتص أو تعكس الأشعة فوق البنفسجية. عندما يصل إلى سطح البوليمر ، يتم امتصاصه وعكسه ، مما يمنع الأشعة فوق البنفسجية من التعمق في البوليمر. الأكثر كفاءة منهم هو أسود الكربون.
الزبالون الجذريون هم أيضا فئة من المواد التي يمكن أن تنتج استقرار الضوء. وهي مشتقات بيبيريدين ذات تأثير عائق ستيريك ، وتسمى مثبتات ضوء الأمين المعوقة.
2. تصنيف ممتصات الأشعة فوق البنفسجية:
lالبنزوفينونات
ممتصات الأشعة فوق البنفسجية البنزوفينون هي جميع مشتقات o-hydroxybenzophenone ، بما في ذلك monohydroxyl ، dihydroxyl ، trihydroxyl ، tetrahydroxyl المشتقات ، إلخ. تستخدم هذه الممتصات فوق البنفسجية على نطاق واسع في البولي إيثيلين والبولي بروبيلين. ، كلوريد البولي فينيل ، ABS ، البوليسترين ، البولي أميد وغيرها من البوليمرات العالية والانتهاء من المواد النسيجية ، مثل هذه المواد الممتصة للأشعة فوق البنفسجية لديها توافق جيد مع معظم البوليمرات العالية. ضوء جيد والاستقرار الحراري. لا يتحلل في 200°C ، ولكن لديه تسامي قوي. يمكن استخدامه في الدهانات والبلاستيك ، وكمية الإضافة هي 0.1 إلى 0.5.
lالساليسيلات
معدل امتصاص الأشعة فوق البنفسجية لممتصات الأشعة فوق البنفسجية الساليسيلات أصغر من البنزوفينونات ، ونطاق الامتصاص أضيق (أقل من 3409 متر) ، وهو ليس مستقرا جدا لضوء الأشعة فوق البنفسجية نفسه. الشوك يمكن أن تمتص الضوء المرئي وتجعل الكائن المطبق إنه أصفر ، لكن سعره رخيص. لديها توافق جيد مع البوليمرات العالية ، وتستخدم في البوليمرات العالية مثل حبل الألياف والبوليستر والبولي فينيل كلوريد الفينيل والبولي إيثيلين والبوليسترين.
lالبنزوتريازول
أداء ممتصات البنزوتريازول فوق البنفسجية أفضل من أداء البنزوفينونات ، والتي يمكن أن تمتص بقوة الأشعة فوق البنفسجية من 310-385pm ، وبالكاد تمتص الضوء المرئي. استقرارها جيد أيضا ، لكن السعر أغلى.
يمكن للأشعة فوق البنفسجية UV-P امتصاص الأشعة فوق البنفسجية بطول موجي يتراوح بين 270 و 380 نانومتر ، وبالكاد تمتص الضوء المرئي ، ولها لون أولي منخفض. تستخدم أساسا في كلوريد البولي فينيل ، البوليسترين ، البوليستر غير المشبع ، البولي كربونات ، البولي ميثيل ميثاكريلات ، البولي إيثيلين ، ABS وغيرها من المنتجات ، مناسبة بشكل خاص للمنتجات عديمة اللون والشفافة وذات الألوان الفاتحة. ولكن ليس الصابون ، لأنه يذوب في الصابون القلوي ، مما يجعل لون الألياف أصفر. يمكن ل uV-326 امتصاص الأشعة فوق البنفسجية بشكل فعال بطول موجي يتراوح بين 270 و 380 نانومتر ، ويستخدم بشكل رئيسي في البولي أوليفين وكلوريد البولي فينيل والبوليستر غير المشبع والبولي أميد وراتنجات الايبوكسي و ABS والبولي يوريثين وغيرها من المنتجات. يستقر بشكل جيد. إنه غير حساس لأيونات المعادن ، وله تقلبات منخفضة ، وله تأثير مضاد للأكسدة ، ويسهل تلوينه في المرحلة الأولية. يمكن ل uV-327 امتصاص الأشعة فوق البنفسجية بقوة بطول موجي يتراوح بين 270 و 300 نانومتر ، وهو مناسب للبولي إيثيلين والبولي بروبيلين وكلوريد البولي فينيل والبولي ميثيل ميثاكريلات والبولي أوكسي ميثيلين والبولي أوكسي ميثيلين و ABS وراتنجات الايبوكسي ، إلخ. لديها استقرار كيميائي جيد ، وتقلب منخفض ، وسمية منخفضة وتوافق جيد مع البولي أوليفينات. uV-54l1 يمتص الأشعة فوق البنفسجية في نطاق واسع ، والحد الأقصى لذروة الامتصاص هو 345nm في الإيثانول) يستخدم على نطاق واسع في البوليسترين ، البولي ميثيل ميثاكريلات ، البوليستر غير المشبع ، PVC الصلب ، البولي كربونات ، ABS ، إلخ. تقلباتها صغيرة ، وخاصية التلوين الأولية ليست كبيرة.
l تريازين
تتمتع ممتصات الأشعة فوق البنفسجية Triazine بقدرة امتصاص عالية للأشعة فوق البنفسجية في حدود 280-380nm. بالمقارنة مع مثبتات البنزوتريازول ، فإن قدرة الامتصاص هي نوع من مثبت ضوء الامتصاص الفعال. وهو مشتق 2-هيدروكسي فينيل تريازين ويحتوي على مجموعة هيدروكسيل في وضع أورثو. يرتبط تأثير امتصاص الأشعة فوق البنفسجية لهذه المركبات بعدد مجموعات الهيدروكسيل المجاورة. كلما زاد عدد مجموعات الهيدروكسيل المجاورة ، زادت القدرة على امتصاص الأشعة فوق البنفسجية. يمكن أن يؤدي إدخال بدائل مختلفة إلى تقليل أساسية حلقة s-triazine ، ولكن تحسين ثبات الضوء للمركب والتوافق مع الراتنج. 327. العيوب هي ضعف التوافق مع البوليمرات وكذلك تلوين التطبيق. مشتق o-hydroxyphenyldiphenyltriazine الذي طورته شركة Ciba-Geigy Company هو ممتص للأشعة فوق البنفسجية ذاتي التشتت كاتيوني مع ثبات تسامي جيد وخصائص تثبيت الحرارة ، والتي يمكن استخدامها في الصباغة ذات درجات الحرارة العالية ، وصباغة الوسادة والصباغة. طبع.
lبديل أكريلونيتريل
هذا النوع من امتصاص الأشعة فوق البنفسجية يمكن أن تمتص 310 ~ 320 ~ م من الأشعة فوق البنفسجية، ولكن معدل الامتصاص منخفض. لديها استقرار كيميائي جيد والتوافق مع البوليمرات العالية. يمتص N-53 بقوة الأشعة فوق البنفسجية بطول موجي يتراوح من 270 إلى 350 نانومتر. وهي مناسبة لكلوريد البولي فينيل ، راتنج الأسيتال ، البولي أوليفين ، راتنجات الايبوكسي ، البولي أميد ، راتنج حمض الاكريليك ، البولي يوريثين ، راتنج اليوريا الفورمالديهايد والنيتروسليلوز ، إلخ. مناسبة بشكل خاص لمنتجات كلوريد البولي فينيل. مقاومة قلوية جيدة. قابل للذوبان في التولوين ، ميثيل إيثيل كيتون ، خلات الإيثيل ، إلخ ، قابل للذوبان قليلا في الإيثانول والميثانول ، وغير قابل للذوبان في الماء. الجرعة عموما 0.1٪ إلى 0.5٪. N-539 هو سائل أصفر فاتح ، قابل للذوبان في المذيبات العضوية الشائعة. غير قابل للذوبان في الماء ، ويمكن أن يمنح المنتجات استقرارا حراريا ضوئيا ممتازا ، ولديه توافق جيد مع الراتنجات. لا يلون. يمكن استخدامها لمختلف المواد الاصطناعية.
3. تطبيق امتصاص الأشعة فوق البنفسجية في المنسوجات:
كان هناك الكثير من الاهتمام بالأقمشة المقاومة للأشعة فوق البنفسجية في السنوات الأخيرة. تم تطوير الكيمونو الليفي المقاوم للأشعة فوق البنفسجية لأول مرة في اليابان
وفي الصين، أجريت بحوث أيضا لإنتاج ملابس رياضية مضادة للأشعة فوق البنفسجية، وجوارب، وقبعات، ومظلات شمسية. مكان
المواد الأساسية المستخدمة هي ممتصات الأشعة فوق البنفسجية المذكورة أعلاه ، وأكثرها استخداما هي البنزوفينونات.
lتصنيع الألياف المقاومة للأشعة فوق البنفسجية
استخدم ممتصات الأشعة فوق البنفسجية وعوامل التدريع (مثل ZnO و TiO2 وما إلى ذلك) ليتم خلطها في الألياف للدوران لصنع ألياف مقاومة للأشعة فوق البنفسجية. الأقمشة المنسوجة أفضل من طريقة التطبيق بعد التشطيب من حيث الأسلوب وقابلية الغسل. . يمكن لهذه الألياف تظليل 60٪ من الأشعة فوق البنفسجية في الضوء. تحت أشعة الشمس المباشرة ، يمكن خفض درجة الحرارة في الملابس بنسبة 4°C، وقد تم تسويقه الآن.
l بعد الانتهاء من طريقة تطبيق امتصاص الأشعة فوق البنفسجية
تختلف طريقة تطبيق ممتصات الأشعة فوق البنفسجية على الملابس أو الأقمشة حسب نوع ممتص الأشعة فوق البنفسجية. واحد هو تطبيق امتصاص الأشعة فوق البنفسجية التي يمكن أن تشكل روابط الهيدروجين مع مجموعات الهيدروكسيل من السليلوز ، ومجموعات الأميد من البولي أميد ، والمجموعات الأمينية على الصوف والحرير في حمام الصباغة أو التليين وصبغ الألياف في نفس الوقت. غمس الصباغة ، لوحة الصباغة أو طريقة الطباعة أو تطبيق النهاية الناعمة. وقد طورت كل من Ciba-Geigy و Clariant مثل هذه المنتجات. إذا تم استخدام ممتص الأشعة فوق البنفسجية البنزوفينون ، مثل Uvinul DP-uV من BASF ، فإنه يحتوي على مجموعتين من الهيدروكسيل فيه. يمكن أن تشكل روابط هيدروجينية مع ألياف السليلوز والصوف والحرير والبولي أميد ولها تقارب. يمكن صبغ الألياف ويمكن استخدامها لعلاج الصباغة بالغطس. الجرعة هي DP-uV 10～20 (O.W.f). علاج في 80°Cلمدة 30 دقيقة. طريقة صباغة الوسادة DP-uV 10O～يمكن أيضا استخدام Z00g / L. أضيفي المنعم 30 جم/لتر، صبغة الوسادة عند 60°C، وتجف عند 100°Cلمدة 3 دقائق. ويمكن أيضا أن تستخدم في تركيبة مع عامل تسرب المياه. يمكن تحويله إلى خيمة مضادة للأشعة فوق البنفسجية ، مع عامل تسرب المياه من 60g / L. DP uV 80～150 جم/لتر، محفز (مثل MgCI 2·6H2O) 5g / L. الحشو والتجفيف والخبز (150°C لمدة 2 دقيقة). يمكن أن تحقق طريقة التطبيق هذه تأثير مقاومة الغسيل ، ويمكن أن يصل معدل التدريع للأشعة فوق البنفسجية من 280 إلى 400 فولت متر إلى أكثر من 85٪.
l طريقة عمل الكبسولات الدقيقة ثم تطبيقها على الأقمشة
يتم تصنيع ممتص الأشعة فوق البنفسجية في كبسولات دقيقة بواسطة تقنية microcapsule ، ويفضل أن تكون كبسولته مصنوعة من بوليمرات جزيئية عالية ، مثل الستايرين والأكريليت ، ويتم تصنيع الكبسولات الدقيقة بطريقة الكبسولات الدقيقة أثناء البلمرة. يتم لف ممتص الأشعة فوق البنفسجية في قلب الكبسولة ، ثم يتم تثبيت الكبسولات الدقيقة على القماش بمواد لاصقة وعوامل ربط متقاطعة ، والتي يمكن تصنيعها في المنسوجات بمعدل حماية من الأشعة فوق البنفسجية يزيد عن 85. يمكن للكبسولات الدقيقة إطلاق ممتص الأشعة فوق البنفسجية ببطء. الغرض من الحماية الفعالة من الأشعة فوق البنفسجية.
lاستخدام طريقة تطبيق الطلاء
يضاف ممتص الأشعة فوق البنفسجية إلى عامل الطلاء. يتم تنفيذ الطلاء والتجفيف والخبز ، ويمكن أيضا إضافة عوامل تشطيب وظيفية أخرى إلى سائل الطلاء. خيمة وقبعة مصنوعة بهذه الطريقة. الطريقة بسيطة ، ولكن لا تزال مقاومة الطقس ومقاومة الغسيل محسنة.
