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UV吸収剤

紫外線吸収剤は太陽光や蛍光中の紫外線を吸収することができ,その自体の構造が変化しない物質である。それは高エネルギーの紫外線光を熱エネルギーに変換し又は破壊せずにより長い光波を放出することにより,紫外線吸収剤を添加した物質を保護して紫外線からの損傷を回避する。紫外線吸収剤は主にプラスチック、ゴム、塗料、染料等の光安定剤として用いられ,それらが長時間にわたって太陽光に晒されるため引き起こした光分解を防止する。紫外線吸収剤への一般的な要件は色が浅く,優れた融合性、耐熱性と化学的安定性を有し,揮発性が低い等を含む。食品包装材として用いられる場合に,さらに非毒性と非移行性を有する必要がある。波長が290nm以下の紫外線は,地面に達する前に,オゾン層に完全に吸収されるため,問題なのは波長が290~400nmの紫外線であり,その光エネルギーはポリマーの老化に関係する。紫外線吸収剤は,このような高エネルギーの紫外線を選択的に吸収し,エネルギーの変換により,それを害のないエネルギーに変換して放出し又は消耗するという作用を有する。ポリマーの種類によって,それを老化させる紫外線の波長は異なる。以下は各ポリマーを老化させる紫外線の最大波長である:ポリエチレン300nm、ポリ塩化ビニル310nm、ポリスチレン318nm、ポリエステル325nm、ポリプロピレン310nm、塩化ビニル - 酢酸ビニル共重合体322〜364nm、ポリオキシメチレン300〜320nm、ポリカーボネート295nm、ニトロセルロース310nm、ポリメチルメタクリレート290〜315nm、熱可塑性樹脂290〜320nm、不飽和ポリエステル325nm。各種の物質は紫外線に作用する波長が異なり,各種の紫外線吸収剤は光波を吸収できる範囲も異なり,そのため適切な物質を選択しないと,望ましい光安定性を取得できない。 ポリマーが硬化された後に光の長時間作用下で,その色が変化する。光がポリマーへの影響を低減するために,少量の紫外線吸収剤を添加することができる。例えば2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン。光の作用下で,紫外線吸収剤はキレート環が開環し,光エネルギーを吸収する;キレート環が閉環する時に,吸収されたエネルギーはまたほかの害のないエネルギーで放出する。紫外線吸収剤の開環に必要なエネルギーは大きいほど,ポリマーに伝達するエネルギーは少なく,光がポリマーへの影響は小さい。紫外線吸収剤は上記の特性を有するため,一般的に使用量が少ないても(0.1%~1%)優れた作用効果を発揮できる。  紫外線吸収剤は以下の要件を備える必要がある:①紫外線(特に波長が290~400nmの紫外線)を強く吸収できる;②優れた熱安定性を有し,加工過程において高温環境下でも変化しなく,揮発性が小さい;③化学的安定性が良好であり,材料中のほかの成分と有害反応が発生しない;④融合性に優れ,材料に均一に分散することができ,ブルーミング、滲出という現象がない;⑤吸収剤自体の光化学的安定性がよく,分解しなく,変色しない;⑥無色、無毒性、無臭;⑦浸漬と洗濯を耐える;⑧コストが低く,入手しやすい。紫外線吸収剤は化学構造によって以下の種類に分けられる:サリチレート系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、置換アクリロニトリル系、s-トリアジン系及びほかの種類。