نور خورشید در طول موجهای مختلف ساطع میشود و به صورت پرتوهای گاما، پرتوهای ایکس، نور فرابنفش (UV)، نور مرئی، نور فروسرخ و امواج رادیویی بیان میشود. نور فرابنفش بخش ویژهای از طیف خورشیدی است، زیرا طول موج کوتاهتری نسبت به نور مرئی دارد (به طور طبیعی انرژی بالاتری دارد) و در محدوده 295-380 نانومتر یافت میشود. اگرچه 97 درصد آن توسط لایه اوزون مسدود میشود، 3 درصد باقیمانده ممکن است در اثر قرار گرفتن طولانیمدت در معرض آن به پوست انسان آسیب برساند. در زیر پوست انسان، ترکیبات ماکرومولکولی نیز تحت تأثیر قرار میگیرند و در معرض نور فرابنفش، به ویژه طول موجهای زیر 295 نانومتر، تخریب میشوند . فوتونهای فرابنفش انرژی کافی برای شکستن پیوندهای درون و بین مولکولی دارند. در نتیجه جذب انرژی نور فرابنفش توسط یک پلیمر، محصولات اولیه فتوشیمیایی، رادیکالهای آزاد، به دلیل جداسازی پیوندها (بیشتر C-C و C-H) در مولکولها تولید میشوند. بنابراین، اولین مرحله از اکسیداسیون نوری به صورت ترد شدن در سطح در عمق بیش از 100 میکرومتر شروع میشود، که علت اصلی ترک خوردگی سطح و تخریب پلیمرها است. سطح شکننده باعث ترکهایی در کرنشهای پایین میشود که میتوانند به داخل و سراسر مواد تحت تأثیر نفوذ کنند . این فرآیند به عنوان تخریب پلیمر شناخته میشود و منجر به زوال خواص فیزیکی مانند از دست دادن مقاومت ضربه، تغییر رنگ، ترک خوردگی، از دست دادن ازدیاد طول و مقاومت کششی یا گچی شدن سطح میشود . علاوه بر این اثرات اصلی، تخریب باعث تغییرات ماکروساختاری در کامپوزیتهای پلیمری مانند از دست دادن برخی افزودنیها در داخل مولکولها، تغییر رنگ رنگدانهها، تخریب بین ماتریس فیبر-پلیمر میشود . به طور خلاصه، تخریب پلیمر از سطح بیرونی شروع میشود و به صورت انتشار به داخل و سراسر توده مواد ادامه مییابد. در پایان، گروههای کربونیل، کربوکسیل، هیدروکسیل یا پراکسید به پلیمر وارد میشوند.
افزودنی های Anti UV
روشهای مختلفی برای محافظت از پلیمرها در برابر تخریب اکسیداسیون نوری وجود دارد، مانند افزودن رنگدانههای جذب کننده نور، آنتیاکسیدانها و تثبیت کنندههای نوری (تثبیت کنندههای UV) . تثبیت کنندههای فرابنفش به عنوان جاذبهای UV (UVAs)، غیرفعال کنندهها (خاموش کنندهها)، تجزیه کنندههای هیدروپراکسید و مهارکنندههای رادیکال که به عنوان تثبیت کنندههای نور آمین ممانعت شده (HALS) شناخته میشوند، طبقهبندی میشوند. HALS و UVAs مانند بنزوتریآزول و بنزوفنون تثبیت کنندههای مناسبی برای لاستیک EPDM هستند . UVAs با جذب تابش مخرب فرابنفش از پلیمرها محافظت میکنند، در حالی که مواد HALS با واکنش با رادیکالهای آزاد که پس از شکستن پیوند شیمیایی در یک پلیمر توسط یک فوتون فرابنفش پرانرژی رخ میدهد، محافظت میکنند. سه شرط تجربی برای یک تثبیت کننده مؤثر وجود دارد: حلالیت بالا، انتشار حداقلی و همگنی توزیع بالا.
افزودنی های Anti UV Tinuvin
افزودنیهای Tinuvin یکی از گروههای تثبیت کننده UV هستند که در صنعت پلاستیک کاربرد گستردهای دارند. برخی از آنها به عنوان UVAs و برخی دیگر به عنوان HALS عرضه میشوند.
افزودنی های Tinuvin-P، Tinuvin-213 و Tinuvin-234 مشتقات بنزوتریآزول هستند که به طور گستردهای در صنعت پلاستیک به عنوان UVAs استفاده میشوند . آنها برای فیلتر کردن نور فرابنفش و توزیع انرژی به شکل گرما استفاده میشوند. آنها باید طیف وسیعی از خواص شیمیایی و فیزیکی را داشته باشند تا در این کاربردها مفید باشند . با این حال، آنها فقط میتوانند به عنوان یک ماده محافظ برای پلیمرهای نازک مانند فیلمها و الیاف استفاده شوند. دلیل اصلی این است که آنها به عمق جذب مشخصی (ضخامت مورد) نیاز دارند تا محافظت خوبی برای یک پلیمر فراهم کنند . همچنین مشتقی از Tinuvin با نام تجاری Tinuvin-123 وجود دارد که به عنوان HALS عمل میکند. ماده Tinuvin-123 به لطف مولکولهای بازسازی شدهاش که رادیکالهای آزاد را از بین میبرند، یک تثبیت کننده بلند مدت بسیار مؤثر است
شرکت BASF آلمان از بزرگ ترین تولید کننده های جاذب های نوری با کد های تینوین Tinuvin است که کدهای Tinuvin 292-1130-900 از پرکاربردترین UV absorber ها برای صنایع رنگ می باشد.
BASF Tinuvin 1130: ییک جذبکننده قوی اشعه فرابنفش (UV absorber) از کلاس هیدروکسیفنیل بنزوتریازول (hydroxyphenyl benzotriazole) است که ویژه کاربرد در پوششهای صنعتی طراحی شده است. پوشش وسیعی در ناحیه UV-A/B ارائه میدهد. مقاوم به حرارت و استخراج است و برای سیستمهای دشوار مناسب میباشد. با قابلیت واکنش گروه هیدروکسیل، خطر مهاجرت را کاهش میدهد. در پوششهای صنعتی، خودرویی، چوب، پلاستیک و ساختمانی کاربرد دارد.در غلظتهای پایین (۰.۰۰۱–۰.۰۰۶٪) مؤثر است.زمانی که با HALS ترکیب شود، عملکرد محافظتی گستردهتر و ماندگارتر خواهد بود
BASF Tinuvin 292: افزودنی آنتی یووی Anti UV Tinuvin 292 یک تثبیتکننده نور (HALS) ممانعتشده است که بهویژه برای استفاده در پوششها توسعه یافته است. این محصول به دلیل ترکیب دو ماده فعال، مایع و پایدار باقی میماند، برخلاف دیاستریهای خالص که تمایل به جامد شدن دارند. افزودنی آنتی یووی Anti UV Tinuvin 292 با کارآیی بالای خود، عمر مفید پوششها را بهطور قابل توجهی افزایش میدهد و از بروز معایبی مانند ترکخوردگی و از دست رفتن براقیت جلوگیری میکند
.