Efek perlindungan tambahan dari kombinasi stabilisator cahaya yang berbeda-beda

Jawaban singkat: Untuk pemilihan monomer dan resin UV, pertanyaan komersial kuncinya bukanlah "bahan mana yang terbaik secara umum" tetapi "paket mana yang memberikan keseimbangan yang tepat antara aliran, pengerasan, daya rekat, dan daya tahan dalam aplikasi sebenarnya."

Kategori produk utama penstabil cahaya yang digunakan untuk polimer organik adalah peredam UV, penstabil cahaya amina yang terhalang, zat peledak keadaan tereksitasi, pengurai hidroperoksida, dll. Berbagai jenis penstabil cahaya ini memiliki tingkat efek yang berbeda dalam meningkatkan stabilisasi cahaya pelapis polimer. Dalam formulasi aktual stabilisasi cahaya pelapis, teknisi sering menggunakan kombinasi dua atau lebih mekanisme penstabil cahaya yang berbeda untuk mendapatkan efek stabilisasi cahaya yang lebih efektif dan tahan lama pada pelapis, yang memiliki efek aditif 1 + 1> 2. Kombinasi yang lebih klasik adalah penggunaan UV Absorber dengan penstabil cahaya amina yang terhalang (HALS). Yang pertama melindungi lapisan dari oksidasi foto pada sumbernya dengan menyaring sinar UV yang berbahaya dari sinar matahari, tetapi sulit untuk menghindari konsumsi transformasi selama aksi sikliknya sendiri, dengan perubahan yang tidak dapat dipulihkan seperti pemudaran dan fotolisis, dan konsentrasi efektif secara bertahap menurun dan perlahan-lahan kehilangan efek fotostabilisasi. HALS menginterupsi proses foto-oksidasi dengan menghilangkan radikal bebas dan peroksida dari lapisan untuk mempertahankan kilau lapisan dan menghambat penguningan dan penggetasan. Namun, radikal nitrogen-oksigen yang dihasilkan oleh HALS pada dasarnya berwarna dan dapat menyerap sinar UV, yang memiliki kemungkinan penipisan fotolitik. Kombinasi UV Absorber dan HALS dapat memainkan peran yang saling melengkapi untuk melindungi satu sama lain, karena UV Absorber menyaring sinar UV yang berbahaya dan melindungi radikal nitrogen-oksigen dari penipisan fotolitik, sementara HALS mengais radikal bebas dan hidroperoksida untuk melindungi UVA dari penipisan fotolitik. UV Absorber terlindungi dari radikal bebas dan peroksida. Dengan saling melengkapi, UV Absorber dan HALS dapat mempertahankan konsentrasi yang cukup tinggi selama proses photoaging pada lapisan untuk waktu yang lama untuk meningkatkan efek fotostabilisasi.

Grafik di sebelah kiri menunjukkan perubahan konsentrasi radikal nitrogen oksida dalam film lapisan kopolimer akrilat yang mengandung unit stirena selama proses photoaging. Dalam sistem yang hanya mengandung HALS, radikal nitrogen-oksigen dengan cepat meluruh ke tingkat yang lebih rendah setelah mengalami konsentrasi yang lebih tinggi untuk waktu yang singkat; sedangkan dalam sistem gabungan dengan benzotriazole UV Absorber, radikal nitrogen-oksigen dalam film dapat dipertahankan pada konsentrasi yang lebih tinggi untuk jangka waktu yang lebih lama.

UV Absorber saja, efek fotostabilisasi lapisan seringkali tidak ideal, karena didasarkan pada karakteristik penyerapan cahaya untuk memainkan kemanjuran keputusan. Apabila dikombinasikan dengan HALS, yang memiliki efek stabilisasi cahaya yang lebih tinggi, akan lebih mudah untuk mendapatkan peningkatan yang signifikan dalam efek stabilisasi cahaya.

Seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas, efek UV Absorber yang dikombinasikan dengan HALS pada stabilitas cahaya lapisan poliuretan alifatik. Dalam sistem dengan hanya benzotriazole UVA (Tinuvin234), laju kehilangan ikatan uretan hanya sedikit lebih rendah daripada sampel blanko seiring bertambahnya waktu photoaging; ketika HALS saja digunakan, efek stabilisasi cahaya telah meningkat tajam; ketika HALS dikombinasikan dengan UV Absorber dalam jumlah yang sama, efek stabilisasi cahaya semakin meningkat.

Pandangan praktis pengadaan dan formulasi monomer dan oligomer UV

Sebagian besar formulasi UV yang paling sukses dibangun dengan memilih dasar terlebih dahulu, kemudian menyempurnakan paket monomer reaktif di sekitar substrat, metode pengeringan, dan tekanan penggunaan akhir. Hal itu biasanya menghasilkan hasil yang lebih stabil daripada memilih bahan hanya berdasarkan viskositas atau harga.

• Mulai dari target properti terakhir: kekerasan, kelenturan, daya rekat, dan penyusutan jarang mengarah pada paket bahan baku yang persis sama.
• Saring paket reaktif secara keseluruhan: pilihan oligomer, monomer, dan fotoinisiator berinteraksi kuat dalam sistem UV.
• Gunakan viskositas sebagai alat, bukan satu-satunya aturan pengambilan keputusan: Bahan yang paling mudah diproses tidak selalu yang berkinerja terbaik setelah pengawetan.
• Periksa substrat sebenarnya: plastik, logam, film label, sistem gel, dan pelapis dapat memberikan keseimbangan polaritas dan kerapatan pengerasan yang sangat berbeda.

Referensi produk yang direkomendasikan

• CHLUMILS UV-123: Referensi HALS yang kuat untuk penyaringan yang berfokus pada ketahanan cuaca dalam pelapis dan polimer.
• CHLUMILS UV-5151: Referensi paket stabilisator praktis ketika dibutuhkan perlindungan penuaan akibat cahaya yang lebih luas.
• CHLUMILS UV-770: Tolok ukur HALS yang sudah dikenal ketika ketahanan terhadap cuaca dan daya tahan penampilan sedang dievaluasi.
• CHLUMIUV BP-1: Referensi penyerap UV yang berguna saat melakukan penyaringan perlindungan cahaya berbasis penyerapan.

FAQ untuk pembeli dan formulator

Bisakah satu monomer atau resin UV menyelesaikan setiap masalah formulasi?
Biasanya tidak. Formula yang kuat secara komersial bergantung pada bagaimana beberapa komponen bekerja sama untuk menyeimbangkan pengawetan, adhesi, aliran, dan daya tahan.

Mengapa monomer harus diskrining bersama dengan oligomer?
Karena monomer dapat mengubah viskositas, laju pengerasan, penyusutan, dan perilaku substrat cukup untuk mengubah peringkat akhir dari resin tulang punggung yang sama.