Light Stabilizers (HALS) คืออะไร? คำจำกัดความของโคลงแสง
สารเพิ่มความคงตัวของแสงประเภทหลักๆ ได้แก่ สารเพิ่มความคงตัวของแสงแบบขัดขวางเอมีน (เรียกโดยย่อว่า HALS) สารเหล่านี้เป็นอนุพันธ์ของ 2,2,6,6-tetramethylpiperidine และเป็นสารเพิ่มความคงตัวที่มีประสิทธิภาพอย่างยิ่งต่อการย่อยสลายด้วยแสงของโพลิเมอร์ส่วนใหญ่
HALS เป็นสารกำจัดขยะที่มีศักยภาพและทำงานโดยการยับยั้งการย่อยสลายของโพลิเมอร์ที่ก่อตัวเป็นอนุมูลอิสระ พวกมันไม่ดูดซับรังสี UV แต่ทำหน้าที่ยับยั้งการย่อยสลายของโพลิเมอร์ พวกเขาชะลอปฏิกิริยาการย่อยสลายที่เกิดจากโฟโตเคมีคอลในลักษณะที่คล้ายกับสารต้านอนุมูลอิสระ กลไกของความแตกต่างระหว่างสารต้านอนุมูลอิสระและ HALS คือปฏิกิริยาของ HALS นั้นเป็นวัฏจักร ในขณะที่สารต้านอนุมูลอิสระไม่ใช่
ในเชิงพาณิชย์ สารเพิ่มความคงตัวของแสงเอมีนที่ขัดขวางเป็นสารให้ความคงตัวของแสงที่สำคัญที่สุด รองลงมาคือเบนโซฟีโนนและเบนโซไตรอาโซล
ไวพจน์โคลงแสง
Hindered Amine Light Stabilizers (ย่อมาจาก HALS)
สารเพิ่มความคงตัวของแสง
ตัวดูดซับรังสียูวี
ตัวปรับความคงตัวของแสงทำงานอย่างไร? กลไกการคงตัวของแสง
กลไกนี้ไม่เข้าใจอย่างสมบูรณ์ การสลายตัวของไฮโดรเปอร์ออกไซด์และการกำจัดอนุมูลอิสระมีบทบาทอย่างแน่นอน เช่นเดียวกับการสร้างใหม่ของ HALS ซึ่งตัวดูดซับรังสียูวีมักถูกใช้ไปเนื่องจากการทำงานของมัน มีหลายทฤษฎีเกี่ยวกับวิธีการทำงานนี้ - อาจโดยการถ่ายโอนพลังงาน การขจัดอนุมูลอิสระ (ภาพด้านล่าง) หรือการแตกตัวของเปอร์ออกไซด์ การทำให้คงตัวที่น่าทึ่งทำได้ที่ความเข้มข้นค่อนข้างต่ำ และปรากฏว่า HALS ถูกสร้างขึ้นใหม่โดยกระบวนการทำให้เสถียรแทนที่จะถูกใช้ไป ทฤษฎีเสนอว่าเอมีนที่ถูกขัดขวางออกซิไดซ์เพื่อสร้างเอมีนอีเทอร์ ซึ่งเป็นสปีชีส์ที่ไม่ใช่อนุมูลอิสระ
ประสิทธิภาพของระบบ HALS ไม่ได้ขึ้นอยู่กับความหนาของผลิตภัณฑ์พลาสติก ดังนั้นจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการปกป้องชั้นพื้นผิวและส่วนที่บาง รีเอเจนต์มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำหรือสูง โพลิเมอร์ HALS ให้ความเข้ากันได้ดีเยี่ยม ความผันผวนต่ำ ต้านทานการสกัดที่ดีเยี่ยม และทำให้มีเสถียรภาพทางความร้อน การรวมกันของเกรดที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงสองเกรดทำให้เกิดความสมดุลที่ดีของคุณสมบัติในฟิล์มเรือนกระจก ซึ่งเป็นการใช้ HALS หลักในฟิล์ม LDPE
ผลการทำงานร่วมกันของ Light Stabilizer และ UV Absorber
ตัวดูดซับรังสียูวีไม่สามารถดูดซับรังสียูวีทั้งหมดที่ผลิตภัณฑ์สัมผัสได้ รังสี UV บางส่วนทะลุผ่านพื้นผิว ด้วยเหตุนี้ HALS จึงรวมอยู่ในโพลิเมอร์ โมเลกุลเหล่านี้ทำงานโดยการขจัดอนุมูลอิสระที่ก่อตัวขึ้น ซึ่งแตกต่างจากตัวดูดซับรังสียูวี ซึ่งจะป้องกันการก่อตัวของอนุมูลอิสระโดยการกำจัดอนุมูลอิสระออกจากระบบก่อน แล้วจึงสร้างตัวเองใหม่ ด้วยเหตุนี้ ผู้กำหนดสูตรส่วนใหญ่จึงใช้สารดูดซับและ HALS ร่วมกัน
การผสมผสานกันระหว่างตัวดูดซับรังสียูวีและ HALS เหมาะสมที่สุดสำหรับการทำให้โพลิเมอร์มีความเสถียร ตัวดูดซับรังสียูวีอยู่ภายใต้กฎหมายเบียร์-แลมเบิร์ต
ดังนั้นการดูดซับจึงสัมพันธ์เชิงเส้นตรงกับความเข้มข้นของรังสี UVA (320 ถึง 400 นาโนเมตร (สำหรับการบ่มด้วยแสง)) ค่าการดูดซับโดยโมลาร์ (ค่าสัมประสิทธิ์การสูญพันธุ์) และความยาวเส้นทาง (ความหนาของชั้นเคลือบ) HALS เป็นสารกำจัดอนุมูลอิสระที่ไม่อยู่ภายใต้กฎของเบียร์และทำงานได้ทุกที่ในระบบ
ตลาดและแนวโน้มของสารดูดซับรังสียูวีและสารกันแสง
ในปี 2558 ขนาดของตลาดโลกของตัวดูดซับรังสียูวี (รวมถึงตัวปรับความคงตัวของแสง) สำหรับพลาสติกและการเคลือบอยู่ที่ประมาณ 13 พันล้านหยวน โดยมีอัตราการเติบโตเฉลี่ยแบบทบต้น (CAGR) ที่ร้อยละ 3 ถึงร้อยละ 4 ในอีกสี่ปีข้างหน้า สิ่งนี้เป็นผลมาจากการพัฒนาอุตสาหกรรมในตลาดเกิดใหม่และความต้องการสารเคลือบที่เพิ่มขึ้นอย่างมากทั่วโลก ตัวอย่างเช่น การเคลือบสีรถยนต์และอุตสาหกรรมเป็นตัวขับเคลื่อนความต้องการสารเติมแต่งโพลิเมอร์ ด้วยเกณฑ์ทางเทคโนโลยีขั้นสูงสำหรับการผลิตและการพัฒนาสารเติมแต่ง ผู้ผลิตตัวดูดซับรังสียูวี (รวมถึงสารทำให้คงตัวของแสง) ตั้งอยู่ในประเทศที่พัฒนาแล้วทางเคมีเพียงไม่กี่ประเทศ โอกาสในการเติบโตมีอยู่ในตลาดใหม่และการสำรวจแอปพลิเคชันใหม่
