وضعیت ورود
درحال حاضر شما وارد سایت نشده اید.
آمار بازدیدکنندگان
  • کاربران حاضر: 1
  • بازدید امروز: 823
  • بازدید ماه: 35,681
  • بازدید سال: 197,090
  • کل بازدیدکنند‌گان: 119,441
قیمت روز

HALS

معرفی پایدار کننده های نوری BASF جهت محافظت از قطعات خودرو

صنعت خودروسازی در حال تجربه­ دوره­ای از پیشرفت­ های فناورانه است که در ۱۳۰ سال اخیر بی ­سابقه می‌باشد. از جمله چالش­ هایی که خودروسازان با آن رو به ­رو هستند می ­توان به لزوم طراحی خودروها با وزن کم‌تر، به دلیل قوانین سخت­گیرانه­ای که در مورد میزان CO2 تولیدی اتومبیل­ ها وضع شده است، دوام و زیبایی قطعات در کنار حفظ کیفیت و راحتی به مدت طولانی، و بهینه کردن قیمت نهایی اشاره کرد. که از این بین، بحث قیمت محرکی بسیار مهم در این صنعت به شمار می­ رود و قوانین مربوط به کاهش آلایندگی و نیز تقاضای مشتریان برای ارائه­ ویژگی­ های با سطوح بالاتر از سوی تولیدکنندگان، فشارهایی را بر خودروسازانی که به دنبال راه­ هایی جهت بهینه سازی هزینه­ ها هستند، وارد کرده است.

در سال­ های اخیر استفاده از پلیمرها در صنعت خودروسازی به شکل چشم­گیری روبه افزایش است که وزن کم این مواد، هزینه­ پایین و انعطاف‌پذیری در طراحی را می ­توان از جمله دلایل این توجه روزافزون برشمرد.  به عنوان مثال جای‌گزین کردن چندین قطعه فلزی که دارای هزینه‌های مونتاژپذیری نیز هستند با یک قطعه پلاستیکی تولید شده توسط فرآیند تزریق، علاوه بر کاهش هزینه­ های تولید باعث کاهش وزن کلی اتومبیل نیز می­ گردد.

پلیمرهای مورد استفاده در قطعات داخلی خودرو عمدتاً ABS،  پلی‌الفین­ ها به خصوص PP، و آمیزه­های پلی‌استایرنی هستند که در تولید داشبورد (پنل کنترل خودرو)، قسمت­ های داخلی درب خودرو، کنسول­ ها، جعبه­ داشبورد (Glove box، علت این نام‌گذاری آن است که این محفظه نخست به منظور قرار دادن دست‌کش رانندگی تعبیه شد.)، پشتی صندلی، تزئینات داخلی و… به کار برده می­ شوند. به عنوان مثال،  آلیاژهای PC/ABS شرکت Dcw Chemical و  Bayer با نام تجاری (BayBlend)  در تولید داشبورد و قاب آینه داخلی خودرو مورد استفاده قرار می ­گیرند.

در بخش بیرونی خودرو، کاربرد اصلی پلاستیک ­ها را می­توان مربوط به تأمین ویژگی­ های زیبایی شناختی اتومبیل دانست که قابلیت شکل­ پذیری آسان این مواد، امکان تنوع در طراحی را فراهم می­سازد. پایداری ابعادی، استحکام ضربه ­ای بالا، چقرمگی مناسب، مقاومت در برابر روغن­ ها و بنزین، رنگ‌پذیری و مقاومت حرارتی بالا، از نیازمندی­ های اصلی پلاستیک­ های به کار رفته در بخش بیرونی خودرو به شمار می­آیند .در این زمینه می­ توان به آلیاژ پلی‌فنیلن‌اکساید و پلی‌آمید به عنوان ضربه‌گیر، کامپاندهای PP (PP+EPDM) و آلیاژ PC/PBT جهت تولید سپر خودرو اشاره کرد.

قطعات پلاستیکی مورد استفاده در موتور خودرو نیز بیش‌تر شامل PP تقویت شده با تالک و الیاف شیشه، پلی‌آمیدهای حاوی الیاف شیشه، پلی‌اترکتون­ها می­ شوند. هم­چنین، اخیراً در کاربردهایی هم­چون واشرها و رینگ­ های پیستون در موتور اتومبیل از آلیاژهای تفلون به جای قطعات فلزی استفاده شده است.

در حوزه­ صنعت خودروسازی، انتظار می­ رود ظاهر و خواص قطعات و سطوح پلاستیکی در مدت طول عمر وسیله­ نقلیه حفظ شود. به همین دلیل و با توجه به قرار گرفتن طولانی مدت این اجزا در معرض تابش UV و نیز پیرشدگی حرارتی، برای تولید کنندگان اصلی قطعات (OEM)، پایدارکننده­ هایی با قابلیت طراحی و فرمولاسیون انعطاف پذیر اهمیت یافته­اند.

شرکت BASF جاذب­ های UV و پایدارکننده­ های نوری ویژه­ای را جهت رفع نیازهای خودروسازان و رویارویی با چالش ­های ذکر شده هم برای قطعات داخلی و بیرونی و هم قطعات مربوط به موتور عرضه کرده است.

Ax

 

Axx

HALS با وزن مولکولی بالا عمل‌کرد برجسته ­ای در پایداری حرارتی در مدت سرویس دهی قطعه ارائه می­ دهد. در ترکیب با آنتی اکسیدانت­ های اولیه، آنها قادر به ارتقای پایداری حرارتی بلند مدت خواهند بود.

AXXX

همراهان عزیز می‌توانند جهت برقرای ارتباطات دوسویه، انتقال سوالات، نظرات و پیشنهادات سازنده خود از طریق پست الکترونیک زیر ما را یاری فرمایند.

info@fara-ps.com 📧

پایدارکننده‌های نوری (Light Stabilizers) – ساز و کار عمل کرد آن ها و معرفی برندهای معتبر در این حوزه

پایدارکننده‌های نوری (Light Stabilizers)

تثبیت‌کننده های نور و جاذب UV برای جلوگیری از تخریب پلیمر

قرار گرفتن در معرض نور خورشید و برخی از نورهای مصنوعی می‌تواند اثرات نامطلوبی بر استحکام و دوام مواد پلاستیک داشته باشد. اشعه ماوراء بنفش می‌تواند پیوندهای شیمیایی را در یک پلیمر تجزیه کند. به این فرآیند، تخریب نوری گفته می‌شود. به طور کلی، پلیمرها در حضور نور خورشید کیفیت خود را از دست می‌دهند که منجر به تَرَک‌خوردگی (cracking)، شکنندگی (embrittlement)، گچی شدن، تغییر رنگ، یا کاهش خواص مکانیکی نظیر استحکام کششی، ازدیاد طول، و استحکام ضربه می‌شود. تخریب نوری در نتیجه قرار گرفتن در معرض نور ماوراء بنفش در طول موج ۴۰۰-۲۹۰ نانومتر اتفاق می‌افتد. طول موج‌های مختلف بسته به پلیمر می‌تواند انواع مختلفی از تخریب ایجاد کند. مواد شیمیایی مخصوصی به نام پایدارکننده نور یا تثبیت‌کننده اشعه ماوراء بنفش (Ultraviolet) مانع از فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی‌ای می‌گردند که در اثر نور منجر به تخریب پلیمر می‌شوند. پایدارکننده‌های نوری جهت محافظت از پلیمرها و مواد دیگر در برابر تخریب دراز مدت در معرض تابش اشعه ماوراء بنفش استفاده می‌شود که این اشعه‌های UV می‌تواند ناشی از اشعه خورشید یا لامپ‌های فلورسنت باشند. تخریب ناشی از تابش منجر به مشاهده اثرات نامطلوب در مواد پلیمری می‌شود که  شامل تغییر رنگ در ظاهر (تغییر رنگ و یا تغییر در براقیت قطعه)، تضعیف خواص مکانیکی و ایجاد نقص‌ و ترک در پلیمر می‌باشد. پایدارسازی پلیمر می‌تواند توسط استفاده از افزودنی‌هایی که اشعه UV را جذب می‌کنند؛ رخ دهد، در حالی که از جذب آن توسط مولکول‌های پلیمر جلوگیری می‌کند، از طریق افزودنی‌هایی که پراکساید رو تجزیه می‌کنند، یا از طریق quencherها که از کروموفورها انرژی می‌پذیرند و آن را به گرما تبدیل می‌کنند. تثبیت‌کننده‌های نوری از طریق چند ساز و کار مختلف می‌توانند موجب پایداری پلیمرها شوند. در ساز و کار اول پایدارکننده پرتو را جذب کرده و با انرژی کم‌تر پس می‌دهد. در روش دیگر فرونشاندن ماکرومولکول برانگیخته شده به سطح انرژی بالاتر می‌باشد و انرژی به صورت گرما تلف می‌شود.

Ax

یک راه حل مؤثر برای جلوگیری از تجزیه شدن پلیمر وجود دارد: استفاده از تثبیت‌کننده‌های نور. از معتبرترین شرکت‌های تولیدکننده‌های پایدارکننده‌های می‌توان به شرکت BASF، Exxonmobil، ADEKA، Clariant، Byk، Evonik، Croda، Sabo، Lanxess، Kelioil، Dow، Mitsui Chemicals اشاره کرد. با توجه به طول موجی که پلاستیک را در معرض تخریب قرار می‌دهد پایدارکننده‌ها را متناسب با آن انتخاب می‌کنند. خواص دیگر مانند سهم آن‌ها در رنگ اولیه، پایدارکنندگی رنگ و پایداری آن‌ها در حین فرآورش در دماهای بالا، حد انتظار از عمر محصول نهایی، فراریت، خارج نشدن از محصول، قیمت و سمی نبودن می‌باشد. از دیگر کاربردهای جذب‌کننده‌های UV می‌توان به بسته‌بندی‌های پلاستیکی برای محافظت از محتوای بسته حساس از اثرات مضر تابش UV اشاره کرد.

پایدارکننده‌های نوری در حوزه‌های مختلفی مانند صنایع کشاورزی، فیلم‌های گل‌خانه‌ای، صنایع الکترونیک، پوشش‌های خودرویی، پوشش پلاستیکی، پوشش چوب، چسب‌ها، صنایع ساختمان، لوله و اتصالات، صنایع نساجی و الیاف، صنایع آریشی، بهداشتی و دارویی و… کاربرد دارند. انتخاب پایدارکننده نوری مناسب و بهینه بستگی به نوع پلیمر، ضخامت، استفاده از رنگ‌دانه‌ها و سایر مواد افزودنی و البته طول عمر مورد انتظار در یک محیط مشخص دارد. شرکت بازرگانی فراپلیمرشریف آماده ارائه هر گونه مشاوره در تهیه مواد و ارائه انواع مختلف پایدارکننده‌های نوری مورد نیاز شما برای استفاده در صنایع مربوط می‌باشد.

چه عواملی باعث تخریب پلیمر می‌شود؟

صرفاً اشعه ماوراء بنفش طیف خورشیدی انرژی کافی برای تخریب یک پلیمر دارد. طبق قانون اول فتوشیمی، نور باید توسط یک ماده شیمیایی جذب شود تا یک واکنش فتوشیمیایی رخ دهد. پلی‌الفین‌ها به دلیل ناخالصی‌های موجود در پلیمر، اشعه ماوراء بنفش را جذب می‌کنند، محصولات اکسیداسیون که در هنگام فرآورش یا مواد افزودنی و رنگدانه های مورد استفاده در فرمولاسیون یک محصول نهایی ایجاد می شوند. از طرف دیگر سایر پلیمرها مانند پلاستیک‌های مهندسی و لاستیک‌ها به دلیل ساختار شیمیایی ذاتی خود، اشعه ماوراء بنفش را نیز جذب می‌کنند (به عنوان مثال پلی‌استایرن، پلی‌استر و …)

تثبیت‌کننده های UV و Light چگونه کار می‌کنند؟

برای خنثی کردن این اثرات مضر در عملکرد پلاستیک ، طیف گسترده‌ای از تثبیت‌کننده‌های UV طراحی شده برای حل مشکلات تخریب مرتبط با قرار گرفتن در معرض نور خورشید است. اگرچه انواع مختلفی از تثبیت‌کننده‌های ماوراء بنفش را می‌توانید پیدا کنید اما می‌توان آن‌ها را به دو دسته کلی طبقه بندی کرد:

جذب کننده نور ماوراء بنفش (UVA)

تثبیت‌کننده های نور آمینه با ممانعت فضایی (HALS)

جذب‌کننده‌های نوری اشعه فرابنفش برای به تأخیرانداختن تخریب نوری

UVA ها فرآیند تخریب را به طور ترجیحی از طریق جذب اشعه مضر فرابنفش کُند می‌کنند و آن را به عنوان انرژی حرارتی هدر می‌دهد.

Ax

جذب اشعه ماوراء بنفش نور توسط قانون لامبرت بیر انجام می‌شود:

مقدار جذب= ضریب جذب مولی * غلظت* طول مسیر

برای به دست آوردن یک جذب بهینه و در نتیجه به طور مؤثر در کاهش تجزیه نوری، لازم است که غلظت‌های زیادی از جاذب‌ها و ضخامت پلیمر کافی وجود داشته باشد. بنابراین جذب کننده اشعه ماوراء بنفش در موارد زیر مؤثر است:

در محافظت از توده پلیمر

در محافظت از محتوا در هنگام بسته‌بندی فیلم یا بطری استفاده می‌شود

در محافظت از مواد افزودنی دیگر که نسبت به نور ماوراء بنفش حساس‌تر هستند (به عنوان مثال رنگ‌دانه‌ها و بازدارنده های شعله)

در ماتریس‌های پلیمری جاذب اشعه ماوراء بنفش مانند پلی‌استایرن، پلی‌استرها و غیره.

اما آنها در محافظت از سطوح مویه‌زایی (Crazing) و مواد بسیار نازک مانند فیلم/الیاف، کم‌تر مؤثر هستند.

طبقه‌بندی پایدارکننده‌های نوری به صورت ذیل است:

جذب‌کننده‌های اشعه فرابنفش (UV Absorbers)

جاذب‌های UV به عنوان فیلترهای نوری عمل می‌کنند؛ آن‌ها نور UV را جذب می‌کنند و انرژی اضافی را به عنوان گرما آزاد می‌کنند. وسیع‌ترین جاذب‌های UV مصرفی ۲-Hydroxybenzophenones, 2-Hydroxyphenylbenzotriazoles, Organic Nickel Compounds و  Hindered Amine Light Stabilizers (HALS)می‌باشند. سایر افزودنی‌های نظیر دوده و رنگ‌دانه‌های (pigment) خاص (برای مثال اکسید تیتانیوم، اکسید روی) می‌تواند به عنوان جاذب‌های UV در کاربردهای خاص به کار رود جایی که رنگ و فقدان شفافیت اهمیتی ندارد.

عمل جاذب UV نسبتاً ساده است، از آنجایی که جاذب UV با اولین مرحله فرآیند فوتواکسیداسیون از طریق جذب اشعه مضر UV (300-400 نانومتر)، قبل از این که اشعه UV به گونه‌های فوتوکرمیک فعال در مولکول پلیمر برسد، برهم‌کنش دارد. بنابراین انرژی به شکلی که منجر به حساس شدن به نور نشود، از بین می‌رود. یک جاذب اشعه ماوراء بنفش باید سبک باشد، زیرا در غیر این صورت در واکنش‌های پایدارسازی از بین می‌رود. یک فرآیند بسیار متداول برای اتلاف انرژی، تبدیل اشعه ماوراء بنفش مضر به اشعه مادون قرمز بی‌ضرر یا گرما است که از طریق ماتریس پلیمر اتلاف می شود. کربن‌بلاک یکی از مؤثرترین و متداول‌ترین جاذب‌های سبک مصرفی است و نیز اکسید تیتانیوم روتیل است که در دامنه ۳۰۰-۴۰۰ نانومتر مؤثر است اما در برد UVB با طول موج بسیار کوتاه زیر ۳۱۵ نانومتر خیلی مفید نیست. فعالیت بسیاری از ترکیبات هیدروکسی‌آروماتیک به عنوان پایدارکننده‌های UV برای چند پلیمر گزارش شده است. این به دلیل عمل فیلترینگ آن‌هاست که به خصوصیات جذبشان بستگی دارد. هیدروکسی بنزوفنون (Hydroxybenzophenone) و هیدروکسی فنیل بنزوتریازول (hydroxyphenylbenzotriazole)، پایدارکننده‌های UV آروماتیک شناخته شده هستند که مزیت مناسب بودن برای کاربردهای خنثی یا شفاف را دارا می‌باشند. اما هیدروکسی فنیل بنزوتریازول در قطعات نازک زیر ۱۰۰ میکرون بسیار مفید نیست. سایر جاذب های ماوراء بنفش شامل اکسانیلیدهای (oxanilides) پلی‌آمیدها ، بنزوفنون‌های PVC (benzophenones) و بنزوتریازول‌ها (benzotriazoles) و هیدروکسی‌فنیلتریازین‌ها (hydroxyphenyltriazines) برای پلی‌کربنات هستند.

ترکیبات هیدروکسی آروماتیک اغلب به عنوان جاذب کلاسیک شناخته می‌شوند زیرا در ابتدا برای جذب بخش ماوراء بنفش طیف نور خورشید در محدوده ۲۹۰-۴۰۰ نانومتر، یعنی منطقه‌ا‌ی که برای اکثر سامانه‌های پلیمری تعیین کننده است، طراحی شده‌اند.

به عنوان مثال، Avobenzones انرژی جذب شده را توسط ساز و کاری که شامل تشکیل برگشت‌پذیر یک حلقه‌ دارای ۶ پیوند هیدروژنی است، از بین می‌برد. دو شکل تاتومری در حال تعادل با هم یک مسیر آسان برای غیرفعال کردن حالت برانگیخته ناشی از جذب نور فراهم می‌کنند.

Ax

سردکننده‌های ناگهانی (Quenchers)

quencherها مولکول‌هایی هستند که انرژی را از کروموفور حالت برانگیخته شده، می‌پذیرد. کروموفور، بعد از انتقال انرژی‌اش به حالت پایه خود یعنی حالت انرژی پایدار برمی‌گردد. Quencher‌ها انرژی را همانند گرما، فلورسانس یا فسفرسانس از بین می‌برند، این روشی است که منجر به تخریب پلیمر نمی‌شود. بیش‌ترین quencherهای به کاربرده شده کمپلکس‌های نیکل نظیر [۲,۲′-thiobis(4-octylphenolato)-n-butylamine nickel (II)] و نمک‌های نیکل تیوکربنات و کمپلکس‌های نیکل با فسفات‌های فنل آلکیلاتی هستند. quencherها اغلب در ترکیب با جاذب‌های UV استفاده می‌شوند.

این ترکیبات قادر به غیرفعال کردن حالت‌های برانگیخته (تک و یا سه گانه) از گروه‌های کرومفوریک موجود در یک پلیمر قبل از وقوع جداشدگی پیوند هستند. در مقایسه با جاذب ها ، کوکنرها نیازی به جذب زیاد در طول موج بحرانی برای تخریب پلیمر ندارند.

quenching یک فرآیند دو قطبی است که توسط یک سینتیک بسیار سریع مشخص می شود. به عبارت دیگر quench کردن یک فرآیند نفوذ کنترل شده است و تنها در صورتی که حساس‌کننده سه تایی نیمه عمر طولانی داشته باشد و نیز عامل quench‌ کننده قابلیت نفوذپذیری آزادانه داشته باشد در محافظت از پلیمر مؤثر خواهد بود. واکنش quenching ممکن است با یک واکنش ساده نشان داده شود، در شکل زیر نشان داده شده است. که دهنده برانگیخته شده (D*) (یک گروه کرومیک برانگیخته شده در یک پلیمر، که می‌تواند عهده‌دار برای شروع تخریب نوری باشند) توسط مولکول پذیرنده (quencher) (A) غیر فعال می‌شود.

Ax

توسعه کمپلکس‌های فلزی، به خصوص آن‌هایی که بر پایه نیکل هستند، منجر به ترکیباتی با ضریب خاموشی نسبتاً پایین در نزدیک ناحیه فرابنفش شدند و در عین حال اغلب از نظر عمل‌کرد برتر هستند.

کی‌لیت‌ها (چنگاله‌ها)ی نیکل  quench کننده‌های بسیار مؤثر در حالت سه گانه گروه‌های کربونیل در پلی‌الفین‌ها هستند. این کلات‌ها برای پایدارسازی نوری پلی‌ایزوبوتیلن، پلی‌بوتادین و نیز پلی‌استایرن آزمایش شده‌اند. پایدارکننده‌های نوری آمین ممانعت شده (HALS) پایدارکننده حرارتی طولانی مدت هستند که از طریق به دام انداختن رادیکال‌های آزاد تشکیل شده در حین اکسیداسیون نوری مواد پلاستیک عمل می‌کند و بنابراین فرآیند تخریب نوری را محدود می‌کند. توانایی HALS برای ربایش رادیکال‌های ایجاد شده توسط جذب اشعه UV با تشکیل رادیکال‌های نیتروکسیل (nitroxly) از طریق یک فرآیند معروف چرخه دنیسوف (Denisov Cycle) تشریح می‌شود. به طور کلی پذیرفته شده است که در طول تابش UV و در حضور اکسیژن (هوا) و رادیکال‌ها (R•)، پیپریدین ممانعت شده (piperidine)، (برای مثال ۲,۲,۶,۶- tetramethyl piperidine، که ساده‌ترین ترکیب مدل برای HALS است) رادیکال‌های پیپریدین ممانعت شده طبق شکل زیر را تولید می‌کند.

Ax

اگرچه تفاوت‌های ساختاری گسترده‌ای در محصولات HALS به صورت تجاری وجود دارد، همه ساختار حلقه ۲،۲،۶،۶-تترامتیل‌پیپریدین را به اشتراک می گذارند. HALS برخی از بیش‌ترین پایدارکننده‌های UV چیره برای طیف گسترده‌ای از پلاستیک‌ها هستند. برای مثال، HALS امکان رشد پلی‌پروپیلن در صنعت خودرو را فراهم کرده است. در حالی که HALS در پلی‌الفین‌ها، پلی‌اتیلن و پلی‌اورتان بسیار مؤثر است، در PVC مفید نیست. از آنجایی که پایدارکننده‌های نوری طبق ساز و کارهای مختلفی رفتار می‌کنند، آن‌ها اغلب با افزودنی‌های جاذب UV با خاصیت هم‌افزایی ترکیب می‌شوند. برای مثال بنزوتریازول‌ها (benzotriazoles) اغلب با HALS ترکیب می شوند تا از سامانه‌های رنگ‌دانه (pigment) در برابر محو شدن و تغییر رنگ در برابر محو شدن و تغییر رنگ محافظت کنند.

پایدارکننده‌های نوری آمینی با ممانعت فضایی (HALS) برای مهار تخریب پلیمر

HALS ها پایدارکننده‌های نوری بسیار کارآمد برای پلیمرها و خصوصاً پلی الفین ها است. آن‌ها اشعه ماوراء بنفش را جذب نمی‌کنند، اما در جهت جلوگیری از تخریب پلیمر عمل می‌کنند. سطح قابل توجهی از تثبیت در غلظت‌های نسبتاً کم حاصل می‌شود. راندمان بالا و طول عمر HALS ناشی از یک فرآیند چرخه‌ای است که در آن HALS به جای مصرف در طی فرآیند تثبیت، بازسازی می شود.

بدین ترتیب HALS هستند:

در کاربردهای با مساحت سطحی بالا مانند فیلم و الیاف بسیار مؤثرند.

مؤثرترین ماده افزودنی برای تثبیت نور پلی‌الیفین‌ها

همچنین تثبیت‌کننده‌های حرارتی بسیار مؤثر برای عمر طولانی‌تر خدمات مواد پلی‌الفین

 

رباینده‌های رادیکال آزاد (Free Radical Scavengers)

این دسته از مواد شبیه آنتی‌اکسیدان‌های ثانویه هستند که جهت مهار اکسیداسیون حرارتی به کار می‌روند. آن‌ها با رادیکال‌های آزاد در مواد پلاستیکی واکنش می‌دهند، در حالی که آن‌ها را به سمت محصولات پایدار و غیر فعال احیا می‌کنند. کاربرد HALS عمدتاً به عنوان رباینده رادیکال، اگرچه آن‌ها می‌توانند ساخته شده باشند تا به عنوان quencherها و تجزیه‌کننده های پراکساید عمل کنند. HALS در طیف گسترده‌ای از وزن مولکولی موجود است. آن‌ها فراریت کم و پایداری خوبی را در دماهای بالا نشان می‌دهند. آن‌ها می‌توانند حفاظت سطح را فراهم کنند و می‌توانند به تنهایی یا در ترکیب با جاذب‌های UV یا quencherها استفاده شوند. مقادیر استفاده بستگی به ضخامت بستر، رنگ‌دانه موردنیاز و الزامات کاربرد دارد، به طور کلی از محدوده ۱/۰% تا ۵/۱% متغیر است.

غربال‌کننده‌های اشعه فرابنفش (UV screeners)

غربال‌کننده‌های ماوراء بنفش موادی هستند که می‌توانند نور آسیب‌زننده از سطح پلیمر را منعکس کنند. بعضی مثال‌ها عبارتند از ایجاد پوشش‌های (از طریق رنگ‌ کردن یا روکش با قلزات) روی سطح و یا وجود یک رنگ‌دانه با خاصیت بازتاب بالای اشعه UV هستند. از آنجا که رنگدانه‌ها به عنوان مواد افزودنی بسیار جاذب عمل می کنند، پدیده‌های فوتوکسیداتیو عمدتاً به سطح نمونه‌ها محدود می‌شوند.  رنگدانه‌ها به دو دسته تقسیم می‌شوند:

رنگ‌دانه‌های معدنی: دی‌اکسید تیتانیوم، اکسید روی، اکسید آهن (قرمز، اکسید کروم و…

رنگ‌دانه‌های ارگانیک: آبی‌ها و سبزهای فتالوسیانین (phthalocyanine)، قرمزهای کیناکریدون (quinacridone)، بنفش کاربازول (carbazole)، آبی اولترا مارین (ultramarine).

رنگدانه‌های معدنی به طور گسترده‌ای برای اشیاء تزئینی و علامت‌گذاری رنگی مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما برای پایدارسازی مورد استفاده قرار نمی‌گیرند. به طور کلی رنگدانه های سفید بازتاب بهتری در منطقه ۳۰۰-۴۰۰ نانومتر از رنگدانه های رنگی دارند. همیشه بین پلیمر و رنگدانه هم افزایی خوبی وجود ندارد ، بنابراین مطابقت باید به درستی در نظر گرفته شود.

اثر هم‌افزایی UVA و HALS برای افزایش پایداری نور

در برخی از کاربردها، ترکیبی از UVA و HALS تعامل هم افزایی ایجاد می‌کند که ممکن است پایداری نور یک ماده پلاستیکی را تقویت کند. سایر مواد افزودنی همچنین می‌توانند اهمیت خود را در عمل‌کرد پایداری نور سیستم UVA – HALS و خصوصاً بسته تثبیت‌کننده فرآیند داشته باشند. انواع جاذب‌های ماوراء بنفش و HALS برای پاسخ‌ گویی به نیازهای کاربردی پلیمری و کاربردهای خاص توسعه یافته‌اند. محصولات با وزن مولکولی بالا برای پرداختن به موضوعاتی مانند فراریت و مهاجرت تثبیت‌کننده‌های نور تجاری شدند.

ارزیابی پایداری اشعه ماوراء‌بنفش

دقیق‌ترین آزمایش پایداری UV استفاده از ماده در محیط استفاده نهایی در نظر گرفته شده در سراسر یک دوره زمانی است. از آنجا که آزمایش در فضای باز خیلی طولانی طول می کشد، در حالی که آزمایش با استفاده از منابع نوری مصنوعی (لامپ قوس زنون، لامپ کربن آفتاب، لامپ قوس جیوه) شتاب‌یافته می‌شود، رایج است. زنون فیلتر شده به دقیق‌ترین شکل توزیع انرژی طیفی از نور خورشید را تولید می‌کند، در حالی که منابع نوری با انتشار قابل توجه زیر ۲۹۰ نانومتر می‌توانند نتایج متفاوتی نسبت به نتایج به دست آمده در هوازدگی طولانی مدت در فضای باز داشته باشند. آزمایش‌های شتاب‌یافته شده می‌توانند اثربخشی HALS را به دلیل میزان بسیار زیاد اشعه ماوراء بنفش تولید شده کم‌تر از میزان واقعی تخمین می‌زنند.

در چند دهه گذشته انواع جدیدی از وسایل هوازدگی مصنوعی ایجاد شده است از جمله آن‌هایی که شدت اشعه ماوراء بنفش زیادی را از لامپ‌های فلورسنت با میعان آب در نمونه‌های آزمایش ترکیب می‌کنند (QUV ، UVCON) آزمون‌های هوازدگی شتاب‌یافته برای بررسی تکرارپذیری، شرایط کنترل شده و بررسی فرمول‌بندی بسیار عالی هستند در حالی که آزمون‌های انجام شده در هوای آزاد کمک به بررسی محصولات در شرایط نزدیک به محیط واقعی می‌کند.

از پایدارکننده‌های نوری جهت محافظت از پلاستیک در برابر آفتاب و در معرض هوا استفاده می‌شود. برای مثال پلی‌الفین‌ها در معرض نورUV ، O2، رطوبت و گرما هستند و در نتیجه شکنندگی پلیمر، خراش سطح، تغییر رنگ و خرابی محصول ایجاد می‌شود. این دسته از مواد معمولاً حاوی تثبیت‌کننده نور آمینه (HALS) مانند Tinuvin 622، Tinuvin 765 و Chimasorb 944 می‌باشند. در واقع تخریب نوری تخریب یک مولکول قابل تجزیه نوری ناشی از جذب فوتون ها است، به ویژه آن طول موج‌هایی که در نور خورشید یافت می‌شود مانند تابش مادون قرمز، نور مرئی و نور ماوراء بنفش. پایداری نوری پلیمرها شامل مهار یا به تأخیر انداختن فرآیندهای فوتوشیمیایی (عمدتاً فوتواکسیداسیون) در پلیمر و پلاستیک‌ها از طریق کاهش سرعت نور آغازی و یا کاهش در طول زنجیره سینتیکی مرحله انتشار ساز و کار فوتواکسیداسیون می‌شود. پایدارکننده‌های نوری مواد افزودنی به پلاستیک و مواد پلیمری هستند که از فرآیند مخرب فوتوشیمیایی و واکنش ناشی از تشعشع موجود در نور خورشید جلوگیری می‌کنند.

جدول مربوط به طبقه‌بندی پایدارکننده‌های نوری از لحاظ تجاری 

Table

در ادامه مباحث به بیان کاربرد پایدارکننده‌های نوری در صنایع مختلف و معرفی گریدهای مرتبط با آن صنعت پرداخته می‌شود.

 

همراهان عزیز می‌توانند جهت برقرای ارتباطات دوسویه، انتقال سوالات، نظرات و پیشنهادات سازنده خود از طریق پست الکترونیک زیر ما را یاری فرمایند.

info@fara-ps.com 📧