Hampir semua plastik terdedah kepada degradasi apabila terdedah kepada cahaya ultraungu, seperti cahaya matahari atau lampu pendarfluor. Degradasi ini boleh berlaku semasa pemprosesan atau apabila produk sedang digunakan, dan simptomnya termasuk kerapuhan, perubahan warna dan kehilangan sifat fizikal seperti kekuatan hentaman, kekuatan tegangan dan warna - yang kesemuanya membawa kepada jangka hayat plastik yang dipendekkan. Contoh harian degradasi UV ialah kerusi rumput yang boleh berubah warna dan rapuh dari masa ke masa akibat degradasi plastik.
Aditif penstabilan UV ialah sebatian yang ditambah untuk mengelakkan kemerosotan plastik dan memanjangkan hayat produk akhir dengan ketara. Penstabil UV ditambah pada tahap yang sangat rendah, biasanya {{0}}.1 – 0.5 peratus daripada polimer. Bahan tambahan ini selalunya boleh digabungkan dengan polimer asas semasa pembuatan atau disediakan sebagai sebahagian daripada kumpulan induk. Terdapat banyak bahan tambahan di pasaran untuk penstabilan UV termasuk Amshield, penstabil Ultra Violet Inhibitor Amcor.
Apakah Photooxidation?
Degradasi plastik yang disebabkan oleh cahaya UV adalah hasil daripada proses kimia yang dipanggil photooxidation atau photodegradation. Cahaya UV merendahkan ikatan kimia sedia ada dalam rantai polimer, melemahkan plastik dengan mengurangkan berat molekulnya, membawa kepada kehilangan kekuatan dan gejala lain yang tidak diingini, seperti yang diterangkan sebelum ini. Degradasi molekul, seperti fotooksidasi, sering menyebabkan plastik gagal, jadi penting untuk memahami proses ini dan cara mengelakkannya!
Rintangan UV polimer yang tidak dilindungi berbeza-beza, bergantung pada struktur dan komposisi. Sesetengah plastik lebih mudah terdedah kepada fotooksidasi kerana struktur dan kumpulan fungsinya. Ikatan yang paling mudah terdedah kepada fotooksidasi termasuk ikatan karbon-nitrogen seperti nitril, amida, dan amina; ikatan karbon-oksigen seperti eter, ester, keton, dan asid karboksilik; ikatan karbon-klorin; ikatan oksigen-oksigen seperti peroksida; dan ikatan nitrogen-hidrogen seperti amida dan amina.
Jenis Bahan Tambahan Penstabilan UV
Untuk menghalang proses fotooksidatif dan melindungi plastik daripada sinaran UV yang berbahaya, penstabil UV digunakan. Perlindungan UV boleh disediakan dengan cara yang berbeza bergantung pada penstabil UV khusus yang digunakan. Biasanya, jenis aditif yang paling biasa bertindak sebagai penyerap UV, pelindapkejut, atau HALS, dan dalam beberapa kes lebih daripada satu bahan tambahan boleh digunakan untuk memberikan tahap kestabilan UV yang diingini.
Penyerap UV: Apabila input cahaya mencukupi, kumpulan berfungsi sensitif (dipanggil kromofor) dalam polimer menjalani satu siri tindak balas untuk menjana radikal bebas. Bentuk penstabil UV ini, seperti namanya, menyerap sinaran UV untuk menghalang permulaan tindak balas fotooksidatif. Sebaik sahaja haba UV diserap, ia dilesapkan melalui rantai polimer. Hitam ialah penyerap UV yang sangat baik, jadi cat, pewarna, atau unsur karbon hitam sering ditambah untuk melindungi produk plastik daripada sinaran UV. Benzotriazoles dan hydroxyphenyltriazines juga merupakan contoh penyerap UV.
Quencher: Proses pengoksidaan foto melibatkan pelbagai tindak balas yang akhirnya menghasilkan radikal bebas yang bertindak balas dengan berbilang ikatan dalam rantai polimer, memusnahkan integriti plastik. Pelindapkejutan berfungsi dengan memadamkan tenaga yang dijana semasa tindak balas fotopengoksidaan, oleh itu, mengembalikan molekul teruja ke keadaan asas di mana mereka kurang berkemungkinan menyebarkan tindak balas fotooksidasi penjanaan radikal bebas. Pelindapkejut nikel ialah contoh bentuk penstabil UV ini.
HALS: Penstabil Cahaya Amine Terhalang (HALS) ialah penstabil UV yang menyasar dan memerangkap radikal bebas yang dijana semasa pengoksidaan foto, menghalangnya daripada bertindak balas dengan struktur polimer. Struktur HALS berbeza-beza, tetapi secara amnya mempunyai struktur cincin 2,2,6,6-tetramethylpiperidine.
