مقدمة عن امتصاص الأشعة فوق البنفسجية

يحتوي ضوء الشمس على كمية كبيرة من الأشعة فوق البنفسجية الضارة بالأجسام الملونة. يتراوح طولها الموجي بين ٢٩٠ و٤٦٠ نانومتر. تتسبب هذه الأشعة فوق البنفسجية الضارة في تحلل جزيئات اللون وتلاشيها من خلال تفاعلات الأكسدة والاختزال الكيميائية. ويمكن استخدام ماصات الأشعة فوق البنفسجية بفعالية في منع أو تخفيف أضرارها على الأجسام المحمية.

مُمتص الأشعة فوق البنفسجية هو مُثبِّت للضوء، قادر على امتصاص الأشعة فوق البنفسجية من ضوء الشمس ومصادر الضوء الفلوري دون أن يُغيِّر من خصائصه. تُنتج البلاستيكات والمواد البوليمرية الأخرى تفاعلات أكسدة ذاتية تحت أشعة الشمس والفلورسنت، نتيجةً لتأثير الأشعة فوق البنفسجية، مما يؤدي إلى تحلل البوليمرات وتلفها، وتدهور مظهرها وخواصها الميكانيكية. بعد إضافة مُمتصات الأشعة فوق البنفسجية، يُمكن امتصاص هذه الأشعة فوق البنفسجية عالية الطاقة بشكل انتقائي، وتحويلها إلى طاقة غير ضارة، ثم إطلاقها أو استهلاكها. ونظرًا لاختلاف أنواع البوليمرات، تختلف أطوال موجات الأشعة فوق البنفسجية التي تُسبب تدهورها. تستطيع مُمتصات الأشعة فوق البنفسجية المختلفة امتصاص الأشعة فوق البنفسجية بأطوال موجية مختلفة. عند الاستخدام، يجب اختيار مُمتصات الأشعة فوق البنفسجية وفقًا لنوع البوليمر.

أنواع امتصاص الأشعة فوق البنفسجية

تشمل الأنواع الشائعة من ممتصات الأشعة فوق البنفسجية ما يلي: بنزوتريازول (مثلممتص الأشعة فوق البنفسجية 327)، البنزوفينون (مثلممتص الأشعة فوق البنفسجية 531)، تريازين (مثلممتص الأشعة فوق البنفسجية 1164)، والأمين المعوق (مثلمثبت الضوء 622).

تُعد ماصات الأشعة فوق البنفسجية البنزوتريازولية حاليًا الأكثر استخدامًا في الصين، إلا أن تأثير تطبيقها أفضل بكثير من تأثير البنزوتريازول. تتميز ماصات التريازينية بخصائص امتصاص ممتازة للأشعة فوق البنفسجية ومزايا أخرى. ويمكن استخدامها على نطاق واسع في البوليمرات، وتتميز بثبات حراري ممتاز، وثبات جيد في المعالجة، ومقاومة للأحماض. في التطبيقات العملية، تتميز ماصات التريازينية للأشعة فوق البنفسجية بتأثير تآزري جيد مع مثبتات الضوء الأمينية المعوقة. عند استخدامهما معًا، تكون النتائج أفضل من استخدامهما منفردين.

العديد من ممتصات الأشعة فوق البنفسجية الشائعة

(1)UV-531
مسحوق بلوري أصفر فاتح أو أبيض. كثافته 1.160 غ/سم³ (25 درجة مئوية). درجة انصهاره تتراوح بين 48 و49 درجة مئوية. قابل للذوبان في الأسيتون والبنزين والإيثانول والأيزوبروبانول، وقليل الذوبان في ثنائي كلورو الإيثان، وغير قابل للذوبان في الماء. قابلية الذوبان في بعض المذيبات (غ/100 غ، 25 درجة مئوية) هي: الأسيتون 74، والبنزين 72، والميثانول 2، والإيثانول (95%) 2.6، والن-هبتان 40، والن-هكسان 40.1، والماء 0.5. يمتص هذا المنتج الأشعة فوق البنفسجية بقوة، بطول موجي يتراوح بين 270 و330 نانومتر. يمكن استخدامه في أنواع مختلفة من البلاستيك، وخاصةً البولي إيثيلين، والبولي بروبيلين، والبوليسترين، وراتنج ABS، والبولي كربونات، وكلوريد البولي فينيل. يتميز بتوافق جيد مع الراتنجات وقلة تطايره. الجرعة العامة تتراوح بين 0.1% و1%. يُظهر هذا المنتج تأثيرًا تآزريًا جيدًا عند استخدامه مع كمية صغيرة من 4,4-ثيوبيس (6-ثالثي-بوتيل-بارا-كريسول). كما يُمكن استخدامه كمُثبِّت للضوء في أنواع مُختلفة من الطلاء.

(2)يو في-327
كممتص للأشعة فوق البنفسجية، تتشابه خصائصه واستخداماته مع بنزوتريازول UV-326. يمتص هذا المنتج الأشعة فوق البنفسجية بقوة بطول موجي يتراوح بين 270 و380 نانومتر، ويتميز بثبات كيميائي جيد وتقلب منخفض للغاية. كما أنه متوافق بشكل جيد مع البولي أوليفينات، وهو مناسب بشكل خاص للبولي إيثيلين والبولي بروبيلين. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدامه أيضًا مع البولي فينيل كلوريد، والبولي ميثيل ميثاكريلات، والبولي أوكسي ميثيلين، والبولي يوريثان، والبوليستر غير المشبع، وراتنج ABS، وراتنج الإيبوكسي، وراتنج السليلوز، وغيرها. يتميز هذا المنتج بمقاومة ممتازة للتسامي الحراري، ومقاومة للغسيل، ومقاومة لبهتان الغاز، والحفاظ على الخواص الميكانيكية. كما أن له تأثيرًا تآزريًا ملحوظًا عند استخدامه مع مضادات الأكسدة. ويُستخدم لتحسين ثبات الأكسدة الحرارية للمنتج.

(3)الأشعة فوق البنفسجية-9
مسحوق بلوري أصفر فاتح أو أبيض. كثافته 1.324 غ/سم³. درجة انصهاره 62-66 درجة مئوية. درجة غليانه 150-160 درجة مئوية (0.67 كيلو باسكال)، 220 درجة مئوية (2.4 كيلو باسكال). يذوب في معظم المذيبات العضوية مثل الأسيتون، والكيتون، والبنزين، والميثانول، وأسيتات الإيثيل، وميثيل إيثيل كيتون، والإيثانول، ولكنه غير قابل للذوبان في الماء. ذوبانية بعض المذيبات (غ/100 غ، 25 درجة مئوية) هي: البنزين 56.2، ن-هكسان 4.3، الإيثانول (95%) 5.8، رابع كلوريد الكربون 34.5، ستايرين 51.2، DOP 18.7. باعتباره ممتصًا للأشعة فوق البنفسجية، فهو مناسب لمجموعة متنوعة من المواد البلاستيكية، مثل بولي فينيل كلوريد، وبولي فينيلدين كلوريد، وبولي ميثيل ميثاكريلات، والبوليستر غير المشبع، وراتنج ABS، وراتنج السليلوز، وغيرها. يتراوح أقصى طول موجي للامتصاص بين 280 و340 نانومتر، وتتراوح الجرعة العامة بين 0.1% و1.5%. يتميز بثبات حراري جيد، ولا يتحلل عند درجة حرارة 200 درجة مئوية. يمتص هذا المنتج الضوء المرئي بصعوبة، لذا فهو مناسب للمنتجات الشفافة ذات الألوان الفاتحة. كما يمكن استخدامه في الدهانات والمطاط الصناعي.