esposizione à a radiazione ultravioletta
L'esposizione à a radiazione ultravioletta di u sole pò degradate u plasticu cù u tempu. A fotodegradazione di polimeru si trova quandu a radiazione ultravioletta invisibili composta da lunghezze d'onda brevi rompe e catene polimeri in plastica. Questu hè chjamatu u prucessu di photodegradation. Hè causatu da l'esposizione à a radiazione ultravioletta è provoca una diminuzione di e proprietà fisiche. Questi includenu a perdita di forza di l'impattu, u cambiamentu di culore, u cracking, a perdita di l'allungamentu è a forza di trazione, è a superficia chalking. Per esempiu, a fotodegradazione causata da a radiazione UV pò causà sedie di giardinu per sdrughje è diventanu fragili. Inoltre, u culore di i sedi di u stadiu apparirà calcicu, è certi plastichi anu ancu giallu è crack.
Alcune caratteristiche di a radiazione ultravioletta
A radiazione ultravioletta custituisce solu u 4,6 per centu di u spettru solare. Hè misurata in nanometri (nm) è varieghja da 290 à 400. In ogni casu, a parte più aggressiva di a gamma UVB hè a longa d'onda assai curta trà 280 è 315 nanometri. Dunque, a quantità di l'esposizione di l'energia di a radiazione UV (irradiazione) dipende da induve site in u mondu.
ciò chì hè l'irradiazione
L'irradiance hè a quantità di l'energia radiante ultravioletta incidente nantu à una zona specifica in un determinatu periodu di tempu . 1Ly=1 cal/cm 2=4.184 E 4 Joule/m 2 (Ly{=Langley) Per quessa, per un annu di usu cuntinuu à l'esterno in Sudan, l'energia trasferita à e parti di plastica hè 220kcal/cm, mentre chì in Swee2/yeden hè 220 kcal/cm.
Ogni plastica hè sensibile à certe lunghezze d'onda in a regione UV 290-400 nm. Dunque, u polipropilene hà trè massimi à 290-300, 330 è 370 nm. Nylon varieghja da 290-315, mentri l'omopolimeru di PVC hè 320.
Degradazione di i polimeri da a radiazione UV
A fotodegradazione di polimeru si trova quandu a radiazione ultravioletta da u sole hè assorbita da gruppi chimichi in a struttura polimerica chjamata cromofori. Un cromoforu hè "un atomu o gruppu di atomi chì a so prisenza determina u culore di un compostu". E formulazioni di polimeru ponu include altri additivi cum'è ritardanti di fiamma alogenati, riempitivi è pigmenti. Dunque, i stabilizzatori UV sò stati sviluppati è aghjuntu à i polimeri per suppressione u prucessu di photoinitiation. I primi trè tippi sò assorbitori UV, quenchers, è stabilizzatori di luce ammina impedita (HALS).
1) Assorbitore UV
L'absorbers sò fotostabilizzatori chì travaglianu cumpetendu cù i cromofori per assorbe a radiazione UV. Cusì, l'assorbitore converte a radiazione UV dannosa in radiazione infrarossa innocua o calore chì hè dissipatu attraversu a matrice polimerica. L'assorbitori UV anu u vantaghju di esse pocu costu, ma ponu esse adattati solu per esposizioni à breve-termine. L'assorbitori UV includenu:
Assorbitore
L'assorbitori UV anu u vantaghju d'esse pocu costu, ma ponu esse adattati solu per esposizioni à brevi-termine. L'assorbitori UV includenu:
U negru di carbone hè unu di l'assorbenti di radiazione UV più efficaci è cumunimenti utilizati.
Un altru assorbente UV hè l'ossidu di titaniu rutile, chì hè efficace in a gamma 300-400 nm. Tuttavia, ùn hè micca assai utile in a gamma UVB di lunghezza d'onda assai corta sottu 315.
Idrossibenzofenone
Hydroxyphenyl benzotriazole hè ancu un stabilizzatore UV ben cunnisciutu cù u vantaghju di esse adattatu per applicazioni neutri o chjaru. L'idrossifenilbenzotriazoli ùn sò micca assai utili in parti fini sottu 100 microns.
Benzophenone per PVC
Anzotriazoli e idrossifeniltriazine per policarbonati.
Oxalanilide per poliammidi
2) Quencher
Quenchers tornanu u statu eccitatu di u cromoforu à u statu di basa per un prucessu di trasferimentu di energia. L'agenti di trasferimentu d'energia agiscenu spenghjendu l'eccitazione di i gruppi carbonili furmati durante a fotoossidazione di materiali plastichi è da a descomposizione di l'idroperossidi. Questu impedisce a rottura di i ligami è infine a furmazione di radicali liberi.
Agente di spegnimentu di nichel
Nickel quencher hè u tipu cumunimenti utilizatu in a produzzione di film agriculi. Quessi ùn sò micca largamente utilizati perchè cuntenenu metalli pisanti è dà à u pruduttu finali un culore bronzu o verde. Tuttavia, cum'è i stabilizzatori di luce ammina ostacolati discututi quì sottu, i quenchers di nichel ùn sò micca efficaci à stabilizà a radiazione UV.
3) Stabilizzatore di luce di ammina ostacolata (HALS)
HALS sò stabilizzatori di calore di-longa durata chì travaglianu intrappulà i radicali liberi furmati durante a fotoossidazione di materiali plastichi. HALS limita cusì u prucessu di fotodegradazione. L'abilità di HALS per scavenge radicali liberi derivanti da l'assorbimentu di a radiazione UV pò esse spiegata da a furmazione di gruppi di nitroxyl in un prucessu cunnisciutu cum'è u ciculu Denisov.
Ancu s'è i prudutti HALS dispunibuli in u cummerciu varienu assai in struttura, tutti anu una struttura d'anellu 2,2,6,6-tetramethylpiperidine. HALS sò alcuni di i stabilizzatori di radiazione UV più prufessiunali.
Stabilizzatori UV per diverse plastiche
Per esempiu, HALS hà cuntribuitu à u sviluppu di polipropilene in l'industria di l'automobile. Mentre chì i HALS sò ancu assai efficaci in poliolefini, polietilene è poliuretanu, ùn ponu micca esse usatu cum'è stabilizzatori per a radiazione UV in PVC.
Cumminazione di Stabilizer UV
Siccomu tutte e trè funzioni funzionanu attraversu diversi miccanismi, sò spessu cumminati in additivi sinergici chì assorbanu a radiazione UV. Per esempiu, i benzotriazoles sò spessu usati in cumbinazioni cù HALS per prevene u fading è a decolorazione in i sistemi di culore.
