Polymer khi bị tác động bởi tia cực tím sẽ diễn ra quá trình mô tả theo từng bước:
(1) Hấp thu năng lượng sóng ánh sáng (trong đó sóng tia cực tím có mức kích ứng cao nhất).
(2) Quá trình hấp thu sẽ tiến đến việc tích lũy nhiệt, hình thành các vùng bị kích động trên mạch.
(3) Ở nhiệt độ cao kéo dài, quá trình chuyển động phân tử và chuyển động mạch (Brown) sẽ đạt đến mức cao (đặc biệt tại các vùng biên, bề mặt) và quá trình gãy các liên kết bắt đầu xảy ra, hình thành các gốc tự do (free radical). Các gốc tự do (ở điều kiện bị kích tích bởi nhiệt và các rung động) sẽ tham gia vào tiến trình phản ứng dây chuyền, gây ra phân hủy cấu trúc polymer. Trong quá trình phản ứng ở bước này chúng còn lôi kéo các phân tử oxy vào và làm gia tăng mức độ hoạt động phân hủy.
B. CÁCH PHÂN LOẠI CHẤT KHÁNG TIA CỰC TÍM THEO BƯỚC TÁC ĐỘNG
Nhìn từ các bước quy trình xảy ra bên trong polymer như trên, người ta đã phát triển ra các nhóm phụ gia, nhằm vô hiệu hóa hoặc kiềm hãm một hoặc một số bước trong quá trình trên.
Theo đó chất kháng tia cực tím được phân thành một số nhóm: Hấp thụ tia UV (UV absorbers), khóa gốc tự do (Free radical scarvengers), quenchers, và hydroperoxide decomposers.
a. UV Absorbers (Chất hấp thu năng lượng sóng UV)
Đây là nhóm mà phân tử của chúng có tính nhạy cảm với các bước sóng trong vùng cực tím (UV-A và UV-B), chúng sẽ hấp thu các năng lượng nhận được từ sóng của tia UV, và chuyển các năng lượng trên thành dạng nhiệt vô hại cho polymer. Chúng hoạt động nhằm vô hiệu hóa tác động ở bước (1) trong các bước quá trình đã nêu ở trên.
b. Quenchers
Là nhóm hoạt chất có tính hấp thu các năng lượng kích động (từ vị trí kích động, từ nhiệt tích tụ, từ các electron bị chuyển sang mức năng lượng cao,...), giúp polymer phân tỏa năng lượng hạn chế quá trình tích tụ nhiệt, nhờ đó polymer không bị rung động đến mức tới hạn làm mỏi và gãy mạch. Chúng hoạt động nhằm vô hiệu hóa bước (2) trong các bước quá trình đã nêu trên.
c. Free radical scavengers (Nhóm khóa hoạt tính của các gốc tự do).
Những hợp chất có khả năng khoá hoạt tính của các gốc tự do R*, RO*, ROO*,... chuyển chúng thành trạng thái không còn hoạt hoá, bằng cách nhường H* hay HO*.
Những hợp chất có tính năng khoá gốc tự do và được kích hoạt ở trạng thái dễ dàng cho H+ dưới điều kiện bị kích thích bởi tia cực tím được xem là chất kháng tia cực tím cho polymer.
Nhóm chất kháng tia cực tím loại này có một số phân nhóm rất phổ biến và quan trọng, như: HALS (Hindered Amines Light Stabilizers)
Hoạt động của nhóm khóa hoạt tính của gốc tự do (Free radical scavengers) này nhằm kiềm hãm và vô hiệu hóa các quá trình xảy ra ở bước (3). Ta thấy rằng HALS và các chất chống lão hoá cũng đều có điểm giống nhau là khoá gốc tự do, nên việc sử dụng kết hợp sẽ tạo được hiệu ứng cộng hợp, tăng hiệu quả của HALS.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét