光穩(wěn)定劑
光穩(wěn)定劑定義
Light stabilizer ,light stability agent,photo stabilizer,
太陽(yáng)輻射的電磁波在通過(guò)空間和臭氧層時(shí),290nm以下和3000nm以上的射線幾乎都被濾除,實(shí)際到達(dá)地面的為290nm—3000nm的電磁波,其中波長(zhǎng)范圍為400—800nm(約占40%)的是可見(jiàn)光,波長(zhǎng)約為800—3000nm(約占55%)的是紅外線,而波長(zhǎng)約為290—400nm(僅占5%)的是紫外線。
涂料、塑料、橡膠、合成纖維等制品在日光或強(qiáng)的熒光下(因?yàn)楹泻ψ贤饩€較普通熒光燈多),因吸收紫外線而引發(fā)自我氧化,導(dǎo)致聚合物降解,使制品的外觀和物理機(jī)械性能惡化,這一過(guò)程稱(chēng)為光氧化還原或光老化。紫外線也能穿過(guò)人體皮膚表層,破壞皮膚細(xì)胞,使皮膚真皮逐漸變硬而失去彈性,加快衰老和出現(xiàn)皺紋。凡能屏障或抑制光氧化還原或光老化過(guò)程而加入的一些物質(zhì)稱(chēng)為光穩(wěn)定劑。
光穩(wěn)定劑作用機(jī)理
光穩(wěn)定劑的作用機(jī)理因自身結(jié)構(gòu)和品種的不同而有所不同。有的可以屏蔽、反射紫外線或吸收紫外線并將其轉(zhuǎn)化為無(wú)害的熱能 ;有的可猝滅被紫外線激發(fā)的分子或基團(tuán)的激發(fā)態(tài),使其回復(fù)到基態(tài),排除或減緩了發(fā)生光氧化還原反應(yīng)的可能性;有的因捕獲因光氧化還原產(chǎn)生的自由基,從而阻止了導(dǎo)致制品老化的自由基反應(yīng),使制品免遭紫外線破壞。
工業(yè)上對(duì)光老化的有效防止阻緩,多以兩種以上有不同作用機(jī)理的抗老化劑復(fù)配,因?yàn)楦鞣N抗老化劑特別是光吸收劑都有自身對(duì)紫外線不同的吸收波段。復(fù)配配方如:二笨甲酮+苯并三唑類(lèi)加受阻胺(HAL)類(lèi),可以起到單一光穩(wěn)定劑所無(wú)法達(dá)到的最佳效果。
防曬化妝品中所加入的紫外線吸收劑,其防曬機(jī)理也是基于分散或吸收入射到皮膚表面上的紫外線,從而使皮膚避免或減少受到紫外線傷害。
光穩(wěn)定劑分類(lèi)
一、按作用機(jī)理可分為1)光屏蔽劑、2)紫外線吸收劑(UV absorber)、3)猝滅劑(quencher)、4)自由基捕獲劑。
二、按化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為1)水楊酸脂類(lèi)、2)二苯甲酮類(lèi)(benzophenone)、3)苯并三唑類(lèi)(benzotriazol)、4)三嗪類(lèi)、5)取代丙烯晴類(lèi)、6)草酰胺類(lèi)、7)有機(jī)鎳化合物類(lèi)、8)受阻胺(HAL)類(lèi)等。
光穩(wěn)定劑選擇
選擇光穩(wěn)定劑應(yīng)考慮以下因素:1、能有效的吸收290—400nm波長(zhǎng)的紫外線,或能猝滅激發(fā)態(tài)分子的能量,或具有捕獲自由基的能力;2、自身的光穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性好;3、相容性好,使用過(guò)程中不滲出;4、耐水解、耐水和其他溶劑抽提;5、揮發(fā)性低,污染性??;6、無(wú)毒或低毒,價(jià)廉易得。
光穩(wěn)定劑可分為四類(lèi):(1)光屏蔽劑,主要有炭黑、氧化鋅、二氧化鈦和鋅鋇等;(2) 紫外線吸收劑:在工業(yè)上應(yīng)用最多的是二苯甲酮類(lèi)、水楊酸類(lèi)和苯并三唑類(lèi)等;( 3) 猝滅劑:主要是金屬絡(luò)合物,如鎳、鈷、鐵的有機(jī)絡(luò)合物;( 4) 自由基捕獲劑:主要是受阻胺類(lèi)衍生物。
其中,光屏蔽劑能反射或吸收太陽(yáng)光紫外線,即是在聚合物與光源之間設(shè)置一道屏障,阻止紫外線深入聚合物內(nèi)部,從而可使聚合物得到保護(hù)。紫外線吸收劑是一類(lèi)能選擇性地強(qiáng)烈吸收對(duì)聚合物有害的太陽(yáng)光紫外線而自身具有高度耐光性的有機(jī)化合物。猝滅劑是一類(lèi)能有效轉(zhuǎn)移聚合物中光敏發(fā)色團(tuán)激發(fā)態(tài)能量并將其以無(wú)害的形式消散掉從而使聚合物免于發(fā)生光降解反應(yīng)的光穩(wěn)定劑。自由基捕獲劑則是通過(guò)捕獲和清除自由基以切斷自動(dòng)氧化鏈反應(yīng)的方式實(shí)現(xiàn)。
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