Stabilizatori UV și masterbatch-uri UV
La plastic pot fi adăugați stabilizatori de lumină pentru a le proteja de degradare atunci când sunt expuse la lumina soarelui și la intemperii. Poliolefinele sunt susceptibile de a fi atacate de lumina UV, oxigen, umiditate și căldură, ceea ce poate duce la fragilizarea polimerului, crăparea suprafeței, modificări de culoare și defectarea produsului.
Procesul de fotodegradare implică două procese distincte. Prima este fotoliza, unde radiațiile UV sunt absorbite și se formează radicali liberi din cauza ruperii legăturilor moleculare polimerice. Al doilea este autooxidarea, care implică reacția radicalilor liberi formați în timpul fotolizei cu oxigenul pentru a forma radicali peroxil. Acest nou radical liber atacă apoi coloana vertebrală a polimerului, producând un alt radical liber. Pe măsură ce procesul progresează, se formează din ce în ce mai mulți radicali liberi și din ce în ce mai multe molecule de polimer sunt oxidate. Ciclul de auto-oxidare este prezentat în figura de mai jos.
Stabilizatorii de lumină pentru poliolefine sunt împărțiți în principal în trei categorii.
Absorbanți UV: Exemple tipice sunt benzofenonele și benzotriazolii. Aceștia sunt stabilizatori eficienți, ieftini, care funcționează prin absorbția luminii UV. Sunt eficiente pentru expunerile pe termen scurt.
Nichel Quencher: Un agent de transfer de energie care acționează prin „stingerea” stării excitate a grupării carbonil formate în timpul fotooxidării și prin descompunerea hidroperoxizilor. Aceste tipuri de stabilizatori nu sunt utilizate pe scară largă deoarece conțin metale grele, conferă culoare produsului final și nu sunt la fel de eficiente precum HALS discutate în paragraful următor.
Stabilizatori de lumină cu amine împiedicate (HALS): Cei mai eficienți stabilizatori de lumină pentru poliolefine. Disponibil într-o gamă largă de greutăți moleculare și structuri pentru a se potrivi practic oricărei aplicații. De asemenea, pot fi utilizați ca stabilizatori termici pe termen lung (HATS). Aceștia funcționează „prinzând” radicalii liberi formați în timpul fotooxidării. Deoarece toate cele trei tipuri de stabilizatori funcționează prin mecanisme diferite, acestea sunt adesea folosite în combinație pentru a crea un efect sinergic. De exemplu, HALS sunt adesea folosite împreună cu benzotriazoli pentru a minimiza schimbarea culorii în sistemele de colorare. Toți stabilizatorii de mai sus vor funcționa cel mai eficient în prezența unui pachet adecvat de stabilizare a bazei care cuprinde antioxidanți primari și secundari și neutralizator de catalizator rezidual.
Este important de reținut că specificațiile produsului, locația geografică și mediul chimic de expunere sunt factori cheie în determinarea cantității de stabilizator necesară pentru o anumită aplicație.
