светостабилизаторы

СВЕТОСТАБИЛИЗАТОРЫ (фотостабилизаторы)

защищают разл. вещества и материалы от действия света. С. классифицируют по хим. строению (гидроксифенилбензотриазолы, гидроксибензофеноны, арилсалицилаты, пространственно-затрудненные амины и др.), осн. механизму действия (УФ абсорберы, экранирующие добавки, тушители возбужденных состояний, антиоксиданты и др.) и техн. назначению (С. полимеров, лазерных сред, красителей, разл. препаратов и т. д.). С. являются мн. прир. соединения, защищающие от повреждающего действия света клетки растит. и животных организмов, напр. каротиноиды, полигидроксиантрахино-ны, растит. пигменты.

Наиб. широко С. применяют для повышения светостойкости полимеров. В полимерный материал С. может быть введен на разл. стадиях получения и переработки полимера либо нанесен на поверхность готового изделия. Количество вводимого С. обычно составляет 0,25–2,0% по массе; при использовании полимерного материала в качестве покрытия количество вводимого С. достигает 10%.

Эффективность С. зависит от их природы и концентрации, условий светового воздействия, а также свойств, размеров и формы стабилизируемого материала; оценивают эффективность по торможению хим. превращений осн. компонентов материалов и изменению свойств, наиб. существенных при эксплуатации (прочность, цвет, блеск и т. д.). При выборе С. необходимо учитывать их поглощающую способность и собств. светостойкость, а также ряд техн. факторов-совместимость с материалом, устойчивость в процессе переработки и изготовления изделия, летучесть, токсичность и др.

Поскольку под действием света в разл. материалах протекают первичные фотохим. и вторичные термич. и фото-хим. процессы, в качестве С. обычно используют вещества, способные снизить скорость одной или одновременно неск. стадий процесса. Осн. типы соед., применяемых в качестве С. полимеров, приведены в таблице.

В качестве С, влияющих на первичные фотохим. процессы, используют вещества, сильно поглощающие свет [напр., УФ абсорберы типа 2-гидроксибензофенонов, 2-(2-гидроксифенил)бензотриазолов и орг. пигменты — азосоединения, фта-лоцианины, тиоиндиго] или экранирующие добавки — непрозрачные для света белые или окрашенные Вещества (напр., сажа, TiO₂, MgO, BaO, ZnO, Fe₂O₃, Cr₂O₃). Эти же процессы тормозят вещества, способные тушить возбужденные состояния хромофорных групп в молекулах осн. вещества или примесей по механизму переноса энергии или электрона (напр., комплексы переходных металлов). С. этого класса эффективны, как правило, в ароматич. системах, в которых возбужденные частицы имеют большое время жизни и где возможен перенос энергии на значит. расстояние.

В качестве С., влияющих на вторичные процессы, используют соед., реагирующие с образующимися при старении нестабильными мол. продуктами; напр., комплексы переходных металлов разлагают гидропероксидные группы без образования овоб. радикалов, а пространственно-затрудненные фенолы реагируют со своб. радикалами и обрывают цепи окисления. Такие С. эффективны лишь в легко окисляющихся средах.

В процессе светового старения материала С. сами вступают в фотохим. реакции. Для предотвращения этих нежелат. процессов используют светостойкие С., энергия возбуждения которых быстро расходуется путем внутр. конверсии (комплексы металлов) или обратимой фотохим. реакции, напр. внутримол. переноса протона в o-гидроксипроизводных бензофенона и 2-(2-гидроксифенил)бензотриазола.

В ряде случаев защитное действие определяется не только свойствами самих С., но и продуктов их превращения; напр., арилбензоаты и арилсалицилаты под действием света прев-ращ. в результате фотохим. перегруппировки Фриса в о-гидроксибензофсноны, а пространственно-затрудненные амины окисляются в стабильные нитроксильные радикалы, гидроксиламины (или их эфиры), способные многократно обрывать цепи окисления. Большинство С. может действовать одновременно по неск. механизмам, один из которых, как правило, является основным.

Для снижения потерь С. вследствие выпотевания и вымывания светостабилизирующий фрагмент иногда вводят в полимерную молекулу; напр., в качестве С. используют сополимеры фенил-5-акрилоилсалицилата или фенил-5-мета-крилоилсалицилата с винилацетатом, винилиден- или винилхлоридом.

Оптимальное использование С. требует учета их взаимод. с др. веществами или С., поскольку при этом м. б. усилено (синергизм) или ослаблено (антагонизм) действие С.

С., применяемые в лазерных средах, фотохромных стеклах, окрашенных текстильных материалах и др., защищают гл. обр. не основные компоненты материалов, а находящиеся в них добавки, определяющие физ. и хим. свойства материала. При этом для подавления первичных процессов применяют тушители, дезактивирующие триплетные состояния добавок, а для подавления вторичных-акцепторы радикалов.

^{Лит.: Рэнби Б., Рабек Я., Фотодеструкция, фотоокисление и фотостабилизация полимеров, пер. с англ., М., 1978; Шляпинтох В. Я., Фотохимические превращения и стабилизация полимеров, М., 1979; Химические добавки к полимерам. Справочник, под ред. И. П. Масловой, 2 изд., М., 1981; Эмануэль Н. М., Бучаченко А. Л., Химическая физика молекулярного разрушения и стабилизация полимеров, М., 1988; Developments in polymer stabilisation, ed. by G. Scott, v. 1–8, L, 1979–87.}

_{В. Б. Иванов}