מהם מייצבי אור (HALS)? הגדרת מייצב אור
מחלקה עיקרית של מייצבי אור כוללת את מה שנקרא מייצבי אור אמין מעוכבים (בקיצור HALS). הם נגזרות של 2,2,6,6-tetramethylpiperidine והם מייצבים יעילים במיוחד נגד פירוק פוטוגרפי של רוב הפולימרים.
HALS הם מנקים חזקים ופועלים על ידי עיכוב הפירוק של פולימרים שיצרו רדיקלים חופשיים, הם אינם סופגים קרינת UV אלא פועלים לעיכוב פירוק פולימרים. הם מאטים את תגובות הפירוק הנגרמות מבחינה פוטוכימית באופן דומה לנוגדי חמצון. מנגנון ההבדל בין נוגדי חמצון ל-HALS הוא שתגובות HALS הן מחזוריות, ואילו נוגדי חמצון לא.
מבחינה מסחרית, מייצבי אור אמינים מעוכבים הם כיום מייצבי האור החשובים ביותר, ואחריהם בנזופנון ובנזוטריאזולים.
מייצב אור מילה נרדפת
מייצבי אור אמינים מעוכבים (בקיצור HALS)
תוסף מייצב אור
בולם UV
כיצד פועלים מייצבי אור? מנגנון של מייצבי אור
המנגנון אינו מובן במלואו. פירוק הידרופרוקסיד וניקוי רדיקלים חופשיים בהחלט משחקים תפקיד, וכך גם התחדשות של HALS, שבו בולם ה-UV נצרך לעתים קרובות בשל פעולתו. ישנן מספר תיאוריות לגבי איך זה עובד - אולי באמצעות העברת אנרגיה, הפסקת רדיקלים חופשיים (בתמונה למטה), או פירוק מי חמצן. ייצוב יוצא דופן הושג בריכוזים נמוכים יחסית, ונראה כי HALS מתחדשים למעשה בתהליך הייצוב ולא נצרך על ידו. התיאוריה מציעה כי אמינים מעוכבים מתחמצנים ליצירת אתרים אמינים, שהם מינים לא רדיקליים.
יעילותן של מערכות HALS אינה תלויה בעובי המוצר הפלסטי, ולכן הן מתאימות במיוחד להגנה על שכבות משטח וחתכים דקים. ריאגנטים הם בעלי משקל מולקולרי נמוך או גבוה. HALS פולימרי מספק תאימות מעולה, תנודתיות נמוכה, עמידות מעולה לחילוץ ותורמים ליציבות תרמית. השילוב של שתי דרגות משקל מולקולרי גבוה מספק איזון טוב של תכונות בסרטי חממה, שהוא השימוש העיקרי של HALS בסרטי LDPE.
אפקט סינרגטי של מייצב אור ובולם UV
בולמי UV אינם יכולים לספוג את כל קרינת ה-UV אליה מוצר נחשף. מעט קרינת UV חודרת פני השטח. בגלל זה, HALS משולבים בפולימרים. מולקולות אלו פועלות על ידי ניקוי כל הרדיקלים החופשיים שנוצרים - בניגוד לבולמי UV, שמונעים את היווצרותם על ידי הסרת רדיקלים חופשיים מהמערכת ולאחר מכן מחדש את עצמם. מסיבה זו, רוב הפורמולטורים משתמשים בשילוב של סופגים ו-HALS.
שילוב סינרגטי של בולמי UV ו-HALS אופטימלי לייצוב פולימרים. בולמי UV כפופים לחוק Beer-Lambert
הספיגה קשורה אפוא באופן ליניארי לריכוז ה-UVA (320 עד 400 ננומטר (לפוטו)), הספיגה הטוחנת שלו (מקדם הכחדה) ואורך הנתיב (עובי הציפוי). HALS הם מנקות רדיקלים חופשיים שאינם כפופים לחוק הבירה ופועלים בכל מקום במערכת.
שוק בולמי UV ומייצבי אור
בשנת 2015, גודל השוק העולמי של בולמי UV (כולל מייצבי אור) לפלסטיק וציפויים היה כ-13 מיליארד יואן, עם קצב צמיחה ממוצע מורכב (CAGR) של 3% עד 4% בארבע השנים הבאות. זה מיוחס לפיתוח תעשייתי בשווקים מתעוררים וצמיחה משמעותית בביקוש לציפויים ברחבי העולם. לדוגמה, ציפוי רכב ותעשייתי מניע את הביקוש לתוספי פולימר. עם הסף הטכנולוגי הגבוה לייצור ופיתוח תוספים, יצרני בולמי UV (כולל מייצבי אור) נמצאים בכמה מדינות מפותחות מבחינה כימית. הזדמנויות צמיחה קיימות בשווקים חדשים ובחקירת יישומים חדשים
