不同類型紫外線吸收劑的作用機理

作者：小曉日期： 2024-11-27 文字大小：大中小

不同類型紫外線吸收劑的作用機理

紫外線吸收劑能夠吸收強烈的高能量的紫外線，并以能量的形式轉換，將所吸收的能量釋放出來，然后通過熱能或無害的低能輻射消耗，避免因紫外線所造成的皮膚損傷，還有防止高分子聚合物因吸收紫外線而發生的光物理和光化學分解反應。目前比較常用的紫外線吸收劑主要有苯酮類、苯并三唑類、水楊酸酯類、取代丙烯腈類、三嗪類和其他類等，不同紫外吸收劑的吸收轉化機理因種類不同而有所差異，下面上海精顏化工為您介紹一下不同類型紫外線吸收劑的作用機理。

1.二苯甲酮類

二苯甲酮類紫外線吸收劑是應用最廣泛的一類紫外吸收劑，這種紫外線吸收劑對UV-A、UV-B和UV-C的吸收效果較慢。分子中的酮基和羥基可形成本征氫鍵形成丁基螯合環，吸收紫外光能后，分子發生熱振動，內部氫鍵斷裂，螯合環打開，將紫外能量轉化為熱能釋放出來。除此之外，分子中的羰基會被吸收的紫外光能所激發，產生變異和烯醇結構，同時這也消耗了一部分能量。在這類紫外吸收劑中，分子內氫鍵的強弱與其光穩定化效果有關，氧鍵越強，破壞它所需的能量越大，吸收紫外光消耗的能量越多，效果越好。紫外線吸收劑的穩定效果還與苯環上烷氧基鏈的長度有關，如果長度與聚合物相容性好，則穩定效果恰到好處。在二苯甲酮紫外吸收劑中，羰基的鄰位必須含有10個羥基，否則不能形成本征氫不能使用作為紫外線吸收劑，能吸收290～380-m的紫外線，但幾乎不吸收可見光，不著色，與高分子聚合物相容性好。如果羰基的鄰位有兩個羥基，它可以吸收300～400fm的紫外線，也可以吸收部分可見光。由于吸收可見光，互補的光線不平衡，加入這種紫外線吸收劑的物品呈現黃色。與高分子聚合物的相容性也較差，因此其應用范圍較小。而不含鄰羥基的二苯甲酮雖然也有吸收紫外線的能力，但遇光后會引起自身分解，因此，不適合用作紫外線吸收劑。

2.水楊酸酯

水楊酸酯類紫外線吸收劑是最早使用的，水楊酸酯在分子中也具有本征氫鍵。這種紫外線吸收劑一開始吸收紫外線的能力很低，吸收范圍很窄（小于340vm)，但紫外照射一定時間后，其吸收逐漸增加，直至吸收最大值，這是由于紫外照射下分子發生重排，形成紫外吸收能力強的二苯甲酮結構，從而加強了其紫外吸收。因此，人們稱它為先鋒紫外線吸收劑。二羥基二苯甲酮及其衍生物經過分子重排后，可吸收部分可見光并呈現黃色，導致加入這種紫外吸收劑的物質變黃。

3.苯并三唑類

苯并三唑類紫外線吸收劑的作用機理與二苯甲酮類似，苯并三唑類化合物對紫外線的吸收范圍很廣，可吸收波長為300～400-m的光，但是它幾乎不吸收400米以上的可見光，所以產品不會著色； 4.取代丙烯腈類和三嗪類 此外，取代丙烯腈類和三嗪類紫外線吸收劑，根據作用機理，也是順反異構化，使光的能量轉化為無害的能量釋放出來，丙烯腈取代的紫外吸收劑能吸收290～320fm的紫外光，不吸收可見光，不會使應用物泛色，紫外吸收劑可以吸收波長在400-M以下的顯色基因和顯色基團，它們都連接到芳香核心。 5.其他類 有機鎳也可用作紫外吸收劑，但一般歸類為猝滅劑，它吸收紫外線的能力比上一種低，但能阻止聚合物在吸收紫外線周圍解離。有機鎳聚合物在紫外光照射下與高分子聚合物中被激發成激發態的分子發生反應，使激發態回到激發態在基態下，紫外能量在不引起其破壞的情況下轉化為低能光譜發射，以保護聚合物不被破壞，因其作用機理不同于一般紫外吸收劑而被稱為猝滅劑，紫外吸收劑是通過分子結構變化，猝滅劑只是通過分子間能量轉移耗散能量。此外，碳黑、二氧化鈦、氧化鋅、鋅鋇等遮光劑也是一類能吸收或反射紫外線的物質，在聚合物和光源之間設置阻擋層以吸收或反射紫外線，當它到達聚合物表面時，被吸收和反射，阻止紫外線滲透到聚合物內部，其中炭黑效率最高。自由基清除劑也是一類能產生光穩定化的物質，是具有空間位阻效應的哌啶類衍生物，稱為受阻胺光穩定劑。

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