Bei den meisten Polymeranwendungen ist der Abbau ein unerwünschter Prozess. Dies führt häufig zu Veränderungen in der chemischen und physikalischen Struktur des Polymers, was zum Verlust vieler nützlicher Eigenschaften führt. Der UV-Abbau von Polymeren kann sich negativ auf Molekulargewicht, Schlagzähigkeit, Bruchdehnung, Glanz und Farbe auswirken. Solche Schäden können durch die Zugabe von Wetterstabilisatoren deutlich verlangsamt werden. Besprechen Sie ausführlich die Grundlagen von Lichtschutzmitteln/UV-Absorbern und die Abbaumechanismen in verschiedenen Polymeren. Erhalten Sie außerdem Tipps zur Auswahl des am besten geeigneten Lichtstabilisators/UV-Absorbers für Ihre Polymeranwendung und Formulierungsbeispiele.
In Polymeren sind Lichtschutzmittel und UV-Absorber erforderlich
Die Nutzungsdauer von Polymeren wird durch deren Abbau begrenzt. Der Abbau kann durch viele Umweltfaktoren wie Temperatur, Feuchtigkeit, Verunreinigungen, mechanische Belastungen, Strahlung, Mikroorganismen, Chemikalien und Luft verursacht werden.
Lichtstabilisatoren und UV-Absorber wirken einem möglichen Abbau von Polymeren unter dem Einfluss von:
Sonnenlicht
ultraviolette Strahlung
heiß
mit Sauerstoff reagieren
Beispielsweise erfordern einige technische Thermoplaste wie Polyamide, die hauptsächlich im Außenbereich eingesetzt werden, eine langfristige UV-Stabilität. Polybutylenterephthalat (PBT) kann in pigmentierten Außenanwendungen im Automobilbereich eingesetzt werden. Endprodukte auf Polyurethanbasis wie Autotürverkleidungen, Armaturenbretter, Lenkräder, Fensterdichtungen, Kopfstützen und Armlehnen sowie Schuhsohlen zersetzen sich, wenn sie Hitze und Licht ausgesetzt werden. Dieser Abbau führt zu Verfärbungen und Rissbildung.
Der Zusatz von Lichtstabilisatoren und UV-Absorbern zu Polymermischungen kann das Aussehen/die Ästhetik und die Gesamtlebensdauer des Produkts verbessern. Die Wahl des Lichtstabilisators/UV-Absorbers hängt weitgehend vom zu schützenden Substrat, seiner erwarteten Lebensdauer und seiner Anfälligkeit für Photodegradation ab.
Die am häufigsten verwendeten Lichtstabilisatoren in Kunststoffen sind gehinderte Amin-Lichtstabilisatoren (HALS).
Die häufigsten UV-Absorber sind Benzotriazole, Benzophenone und Organonickelverbindungen.
UV-Abbaueffekte in Polymeren
Die Auswirkung des UV-Abbaus auf Polymere kann anhand der unten diskutierten Faktoren bewertet werden.
