خواندن هدایت شده
جاذب های فرابنفش می توانند به شدت و انتخابی پرتوهای فرابنفش پرانرژی را جذب کنند و در قالب تبدیل انرژی، انرژی جذب شده آزاد شده و به عنوان انرژی گرمایی یا تشعشعات کم انرژی بی ضرر مصرف می شود و در نتیجه از آسیب به پوست جلوگیری می شود و از جذب پلیمری اشعه ماوراء بنفش جلوگیری می کند. انرژی منجر به تحریک و تجزیه فوتوفیزیکی و فتوشیمیایی می شود.
1.اصل جاذب UV:
مکانیسم جذب و تبدیل انرژی نوری جاذب های UV بسته به نوع آنها متفاوت است و به شرح زیر توضیح داده شده است.
l بنزوفنون ها
جاذب های UV بنزوفنون پرمصرف ترین دسته جاذب های UV هستند. این نوع جاذب اشعه ماوراء بنفش دارای اثر جذب آهسته بر روی UV-A، UV-B و UV-C است. گروه کتون و گروه هیدروکسیل در مولکول می توانند یک پیوند هیدروژنی داخلی ایجاد کنند تا یک حلقه کیلیت تشکیل دهند. پس از جذب انرژی نور فرابنفش، ارتعاش حرارتی مولکول رخ می دهد، پیوند هیدروژنی داخلی شکسته می شود و حلقه کلات باز می شود. انرژی اشعه ماوراء بنفش به انرژی گرمایی تبدیل شده و آزاد می شود. علاوه بر این، گروه کربونیل موجود در مولکول توسط انرژی نور فرابنفش جذب می شود. هیجان زده، که منجر به توتومریسم می شود. ساختار انول را ایجاد کنید. این نیز بخشی از انرژی را مصرف می کند. در این نوع جاذب اشعه ماوراء بنفش، استحکام پیوند هیدروژنی در مولکول به اثر تثبیت کننده نور آن مربوط می شود. هر چه پیوند اکسیژن قوی تر باشد، انرژی بیشتری برای از بین بردن آن لازم است و هر چه انرژی UV بیشتر جذب و مصرف شود، اثر بهتری خواهد داشت. وگرنه همینطوره اثر تثبیت نیز به طول زنجیره آلکوکسی روی حلقه بنزن مربوط می شود. اگر طول بلند باشد، سازگاری با پلیمر خوب است. اثر تثبیت درست است. در جاذب های UV بنزوفنون، باید دارای یک گروه هیدروکسیل در موقعیت ارتو گروه کربونیل باشد، در غیر این صورت نمی تواند پیوند هیدروژنی داخلی ایجاد کند و نمی توان از آن به عنوان جاذب UV با گروه ارتو هیدروکسیل استفاده کرد. این می تواند اشعه ماوراء بنفش 290 ~ 380 ~ متر را جذب کند، تقریباً هیچ جذب نور مرئی، بدون رنگ و سازگاری خوبی با پلیمرهای مولکولی بالا دارد. اگر دو گروه هیدروکسیل در موقعیت ارتو گروه کربونیل وجود داشته باشد، می تواند پرتوهای فرابنفش 300-400fzm را جذب کند و همچنین بخشی از نور مرئی را جذب کند. به دلیل جذب نور مرئی، نور مکمل نامتعادل است. اقلام اضافه شده با این جاذب اشعه ماوراء بنفش زرد به نظر می رسند. سازگاری پلیمرهای مولکولی نیز ضعیف است. بنابراین استفاده از آن کم است. اگرچه بنزوفنون بدون o-hydroxyl نیز توانایی جذب اشعه ماوراء بنفش را دارد. اما پس از قرار گرفتن در معرض نور باعث خود تجزیه شدن می شود، بنابراین برای استفاده به عنوان جاذب اشعه ماوراء بنفش مناسب نیست.
l سالیسیلات ها
جاذب های UV سالیسیلات اولین نوع جاذب های UV هستند و سالیسیلات ها همچنین دارای پیوندهای هیدروژنی داخلی در مولکول هستند. توانایی این نوع جاذب اشعه ماوراء بنفش در ابتدا بسیار کم است و محدوده جذب بسیار باریک (کمتر از 340vm) است، اما پس از مدت معینی از تابش فرابنفش، جذب آن به تدریج افزایش می یابد تا حداکثر جذب، که به دلیل بازآرایی مولکولی آن است که تحت تابش ماوراء بنفش رخ می دهد و ساختار بنزوفنون با جذب قوی اشعه ماوراء بنفش را تشکیل می دهد و در نتیجه جذب اشعه ماوراء بنفش را تقویت می کند. بنابراین، مردم آن را یک جاذب UV پیشگام می نامند. بیهیدروکسی بنزوفنون و مشتقات آن که پس از بازآرایی مولکولی تولید میشوند، میتوانند بخشی از نور مرئی را جذب کرده و زرد به نظر برسند و در نتیجه ماده اضافه شده به جاذب فرابنفش زرد میشود.
l بنزوتریازول ها
مکانیسم اثر جاذب های UV بنزوتریازول شبیه به بنزوفنون ها است. بنزوتریازول ها طیف وسیعی از جذب اشعه ماوراء بنفش را دارند و می توانند نور با طول موج 300-400- متر را جذب کنند. با این حال، نور مرئی بالای 400 ~ متر را به سختی جذب می کند، بنابراین محصول غرق نمی شود.
l انواع دیگر جاذب های UV
علاوه بر این، اکریلونیتریل جایگزین، جاذب فرابنفش تریازین، مکانیسم عمل آن بر اساس ایزومریزاسیون سیس ترانس است، به طوری که تبدیل انرژی نور یا آزاد شدن انرژی بی ضرر است. جاذب های فرابنفش جایگزین شده با اکریلونیتریل می توانند نور فرابنفش 290-320Fm را جذب کنند، نور مرئی را جذب نمی کنند و باعث سیل شدن جسم اعمال شده نمی شوند. جاذب UV Sanhao می تواند 300 ~ 400 ~ متر نور UV را جذب کند. جاذب های UV می توانند ژن های اکسوکرومیک (مانند -NH، -OH، -SOH، -cOOH، و غیره) و کروموفورها (مانند C:N، N:N، N:O، C) را با طول موج کمتر از 400 ~m جذب کنند. :O و غیره). همه آنها به هسته معطر متصل هستند. ارگانونیکل همچنین می تواند به عنوان جاذب اشعه ماوراء بنفش استفاده شود، اما به طور کلی به عنوان یک خاموش کننده (همچنین به عنوان غیرفعال کننده یا عامل مات، یا خاموش کننده حالت لیزر، خاموش کننده انرژی نیز شناخته می شود) طبقه بندی می شود و توانایی آن در جذب پرتوهای فرابنفش بالاتر از اتصال است. کم است، اما می تواند از آزاد شدن پلیمر به دلیل جذب اشعه ماوراء بنفش جلوگیری کند.
کمپلکسهای آلی نیکل با مولکولهایی که در فرآیند تابش نور فرابنفش به حالت برانگیخته پلیمر برانگیخته میشوند، برهمکنش میکنند، به طوری که حالت برانگیخته به حالت پایه باز میگردد و انرژی فرابنفش به یک گسیل طیفی کم انرژی تبدیل میشود. بدون از بین بردن آن ، به طوری که از پلیمر در برابر آسیب محافظت شود. بنابراین به آن Quencher می گویند زیرا مکانیسم اثر آن با جاذب های عمومی ماوراء بنفش متفاوت است. جاذب فرابنفش ساختار خود مولکول را تغییر می دهد، در حالی که خاموش کننده انرژی را از طریق انتقال انرژی بین مولکول ها تلف می کند.
علاوه بر این، عوامل محافظ نور مانند کربن سیاه، دی اکسید تیتانیوم، اکسید روی، باریم روی و غیره نیز نوعی مواد هستند که می توانند اشعه ماوراء بنفش را جذب یا منعکس کنند. هنگامی که به سطح پلیمر می رسد، جذب و بازتاب می شود و از نفوذ اشعه ماوراء بنفش به عمق پلیمر جلوگیری می کند. کارآمدترین آنها کربن سیاه است.
جاذب های رادیکال نیز دسته ای از مواد هستند که می توانند تثبیت نور ایجاد کنند. آنها مشتقات پیپریدین با اثر بازدارندگی فضایی هستند و تثبیت کننده های نور آمین مانع نامیده می شوند.
2. طبقه بندی جاذب های UV:
l بنزوفنون ها
جاذب های بنزوفنون UV همه مشتقات o-hydroxybenzophenone هستند، از جمله مشتقات مونوهیدروکسیل، دی هیدروکسیل، تری هیدروکسیل، تتراهیدروکسیل و غیره. این گونه جاذب های فرابنفش به طور گسترده در پلی اتیلن و پلی پروپیلن استفاده می شود. پلی وینیل کلراید، ABS، پلی استایرن، پلی آمید و سایر پلیمرهای با کیفیت بالا و تکمیل مواد نساجی، از جمله جاذب های UV سازگاری خوبی با اکثر پلیمرهای بالا دارند. نور خوب و پایداری حرارتی. در 2 تجزیه نمی شود00درجهC، اما تصعید قوی دارد. قابل استفاده در رنگ و پلاستیک و مقدار اضافه آن {{0}}.1 تا 0.5 است.
l سالیسیلات ها
نرخ جذب اشعه ماوراء بنفش جاذب های UV سالیسیلات کوچکتر از بنزوفنون ها است و نوار جذب باریک تر است (زیر 3409 متر) و نسبت به خود نور UV چندان پایدار نیست. چنگال ها می توانند نور مرئی را جذب کنند و جسم اعمال شده را زرد کنند، اما قیمت آن ارزان است. سازگاری خوبی با پلیمرهای بالا دارد و در پلیمرهای بالا مانند طناب فیبر، پلی استر، PVC، PE، پلی وینیلیدین و پلی استایرن استفاده می شود.
l بنزوتریازول ها
عملکرد جاذب های فرابنفش بنزوتریازول بهتر از بنزوفنون ها است که می توانند نور ماوراء بنفش را در ساعت 310-385 بعد از ظهر به شدت جذب کنند و نور مرئی را به سختی جذب کنند. ثبات آن نیز خوب است، اما قیمت آن گران تر است.
UV-P می تواند نور ماوراء بنفش را با طول موج 270-380nm جذب کند، نور مرئی را به سختی جذب می کند و رنگ اولیه کمی دارد. به طور عمده در پلی وینیل کلرید، پلی استایرن، پلی استر غیر اشباع، پلی کربنات، پلی متیل متاکریلات، پلی اتیلن، ABS و سایر محصولات، به ویژه برای محصولات بی رنگ، شفاف و رنگ روشن استفاده می شود. اما نه صابون، زیرا در صابون قلیایی حل می شود و رنگ فیبر را زرد می کند. uV{3}} می تواند به طور موثر نور ماوراء بنفش را با طول موج 270-380 نانومتر جذب کند و عمدتاً در پلی اولفین، پلی وینیل کلراید، پلی استر غیر اشباع، پلی آمید، رزین اپوکسی، ABS، پلی اورتان و سایر محصولات استفاده می شود. به خوبی تثبیت می شود. به یون های فلزی حساس نیست، فراریت کمی دارد، اثر آنتی اکسیدانی دارد و در مرحله اولیه به راحتی رنگ می شود. uV{5}} می تواند به شدت نور ماوراء بنفش را با طول موج 270-300nm جذب کند و برای پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی وینیل کلراید، پلی متیل متاکریلات، پلی اکسی متیلن پلی اورتان، ABS، رزین اپوکسی و غیره مناسب است. پایداری، فراریت کم، سمیت کم و سازگاری خوب با پلی اولفین ها. uV{7}}l1 نور ماوراء بنفش را در طیف گسترده ای جذب می کند، حداکثر پیک جذب 345 نانومتر در اتانول است) به طور گسترده در پلی استایرن، پلی متیل متاکریلات، پلی استر غیر اشباع، PVC سفت و سخت، پلی کربنات، ABS و غیره استفاده می شود. فراریت آن کم است و خاصیت رنگ آمیزی اولیه زیاد نیست.
l تریازین ها
جاذب های UV Triazine ظرفیت جذب بالایی برای نور UV در محدوده 280-380nm دارند. در مقایسه با تثبیت کننده های بنزوتریازول، ظرفیت جذب نوعی تثبیت کننده نور جذب کارآمد است. این یک مشتق 2-هیدروکسی فنیل تریازین است و حاوی یک گروه هیدروکسیل در موقعیت ارتو است. اثر جذب اشعه ماوراء بنفش این ترکیبات به تعداد گروه های هیدروکسیل مجاور مربوط می شود. هر چه تعداد گروه های هیدروکسیل مجاور بیشتر باشد، توانایی جذب نور ماوراء بنفش قوی تر است. معرفی جایگزینهای مختلف میتواند پایهای بودن حلقه s-triazine را کاهش دهد، اما پایداری نور ترکیب و سازگاری با رزین را بهبود بخشد. 327. معایب سازگاری ضعیف با پلیمرها و همچنین رنگ آمیزی کاربرد است. مشتق O-hydroxyphenyldiphenyltriazine که توسط شرکت Ciba-Geigy ساخته شده است، یک جاذب UV خود پراکنده کاتیونی با پایداری خوب تصعید و خاصیت تثبیت حرارت است که می تواند برای رنگرزی در دمای بالا، رنگرزی و رنگرزی استفاده شود. چاپ
l جایگزین اکریلونیتریل
این نوع جاذب UV می تواند 310~320~m نور UV را جذب کند، اما میزان جذب پایین است. پایداری شیمیایی و سازگاری خوبی با پلیمرهای بالا دارد. N-53 پرتوهای فرابنفش با طول موج 270 تا 350 نانومتر را به شدت جذب می کند. این مناسب برای پلی وینیل کلرید، رزین استال، پلی اولفین، رزین اپوکسی، پلی آمید، رزین اسید اکریلیک، پلی اورتان، رزین اوره فرمالدئید و نیتروسلولز و غیره است. به ویژه برای محصولات پلی وینیل کلرید مناسب است. مقاومت قلیایی خوب محلول در تولوئن، متیل اتیل کتون، اتیل استات و غیره، کمی محلول در اتانول و متانول، و نامحلول در آب. دوز معمولاً 0.1 تا 0.5 درصد است. N{10}} یک مایع زرد روشن است که در حلالهای آلی معمولی محلول است. نامحلول در آب، می تواند به محصولات پایداری فتوترمال عالی بدهد و سازگاری خوبی با رزین ها دارد. رنگ نمی گیرد. قابل استفاده برای مواد مصنوعی مختلف.
3. کاربرد جاذب های UV در منسوجات:
در سال های اخیر علاقه زیادی به پارچه های مقاوم در برابر اشعه ماوراء بنفش وجود داشته است. کیمونوهای الیافی مقاوم در برابر اشعه ماوراء بنفش اولین بار در ژاپن ساخته شدند
در چین نیز تحقیقاتی برای تولید لباس های ورزشی ضد اشعه ماوراء بنفش، جوراب ساق بلند، کلاه و چتر آفتاب انجام شده است. محل
مواد اولیه مورد استفاده جاذب های فرابنفش فوق الذکر می باشد که بیشترین استفاده از آن ها بنزوفنون ها می باشد.
l تولید الیاف مقاوم در برابر اشعه ماوراء بنفش
از جاذبهای UV و عوامل محافظ (مانند ZnO، TiO2 و غیره) برای مخلوط کردن با الیاف برای چرخش استفاده کنید تا الیاف مقاوم در برابر UV بسازید. پارچه های بافته شده از نظر سبک و قابلیت شستشو بهتر از روش پس از اتمام کار هستند. . این فیبر می تواند 60 درصد از پرتوهای فرابنفش نور را تحت الشعاع قرار دهد. در زیر نور مستقیم خورشید، دمای لباس را می توان تا 4 کاهش داددرجه، و اکنون تجاری شده است.
l پس از اتمام روش استفاده از جاذب UV
روش استفاده از جاذب UV بر روی لباس یا پارچه بسته به نوع جاذب UV متفاوت است. یکی استفاده از جاذب های فرابنفش است که می توانند با گروه های هیدروکسیل سلولز، گروه های آمیدی پلی آمیدها، گروه های آمینه روی پشم و ابریشم در حمام رنگرزی یا نرم کننده پیوند هیدروژنی ایجاد کنند و الیاف را همزمان رنگ کنند. رنگرزی غوطه ور، رنگرزی پد یا روش چاپ یا استفاده از پرداخت نرم. Ciba-Geigy و Clariant همگی چنین محصولاتی را توسعه داده اند. در صورت استفاده از جاذب UV بنزوفنون مانند Uvinul DP-uV BASF، حاوی دو گروه هیدروکسیل در آن است. می تواند با الیاف سلولز، پشم، ابریشم و پلی آمید پیوند هیدروژنی ایجاد کند و میل ترکیبی دارد. این می تواند الیاف را رنگ کند و می تواند برای درمان رنگرزی غوطه ور استفاده شود. دوز DP-uV 10 است-20 (OWf). درمان در 80درجهبه مدت 30 دقیقه روش رنگرزی پد DP-uV 10O-Z{0}}g/L نیز قابل استفاده است. نرم کننده 30 گرم در لیتر، رنگ پد در 60 اضافه کنیددرجهو در 100 خشک شوددرجهبه مدت 3 دقیقه همچنین می توان از آن در ترکیب با یک ضد آب استفاده کرد. می توان آن را به یک چادر ضد اشعه ماوراء بنفش با یک ماده ضد آب 60 گرم در لیتر تبدیل کرد. DP uV 80-150 گرم در لیتر، یک کاتالیزور (مانند MgCI 2·6H2O) 5 گرم در لیتر. پد، خشک کردن و پخت (150درجهC به مدت 2 دقیقه). این روش کاربردی می تواند به اثر مقاومت در برابر شستشو دست یابد و میزان محافظت از اشعه ماوراء بنفش از 280 تا 400 ولت متر می تواند به بیش از 85 درصد برسد.
l روش ساخت میکروکپسول و سپس استفاده از آن روی پارچه
جاذب اشعه ماوراء بنفش با فناوری میکروکپسول به صورت میکروکپسول ساخته می شود و کپسول آن ترجیحاً از پلیمرهای مولکولی بالا مانند استایرن و آکریلات و میکروکپسول ها به روش میکروکپسول در حین پلیمریزاسیون ساخته می شوند. جاذب اشعه ماوراء بنفش در هسته کپسول پیچیده می شود و سپس میکروکپسول ها با چسب ها و عوامل اتصال عرضی بر روی پارچه ثابت می شوند که می توانند به منسوجاتی با نرخ محافظت از UV بیش از 85 تبدیل شوند. جاذب UV به آرامی هدف از محافظت موثر در برابر اشعه ماوراء بنفش.
l با استفاده از روش اعمال پوشش
جاذب اشعه ماوراء بنفش به عامل پوشش اضافه می شود. پوشش، خشک کردن و پخت انجام می شود و سایر عوامل تکمیل کننده عملکردی نیز می توانند به مایع پوشش اضافه شوند. چادر و کلاه ساخته شده به این روش. روش ساده است، اما مقاومت در برابر آب و هوا و مقاومت در برابر شستشو هنوز بهبود یافته است.
