این مقاله مقایسه عمیق از ثبات کننده های نور و آغازگرهای نور را ارائه می دهد، با تمرکز بر مکانیسم های آنها، زمینه های کاربرد، معیارهای انتخاب مواد، اثرات بهینه سازی فرآیند،و روند توسعه آیندهبا تجزیه و تحلیل تفاوت ها و همبستگی های آنها، هدف آن ارائه راهنمایی برای توسعه محصول و انتخاب مواد در صنایع مختلف است.

1.1 تعریف و طبقه بندی ثبات کننده های نور

تثبیت کننده های نور افزونه هایی هستند که می توانند تخریب، زرد شدن و کاهش خواص مکانیکی مواد پلیمر تحت تابش نور را مهار یا کند کنند.کارکرد اصلی آن ها محافظت از مواد از تجزیه فوتوکسیداسی است با جذب انرژی ماوراء بنفش و تبدیل آن به گرما، یا از طریق جذب رادیکال های آزاد، خاموش کردن اکسیژن واحد، و غیره. با توجه به مکانیسم عمل خود، ثبات دهنده های نور عمدتا به دسته های زیر طبقه بندی می شوند:

• جذب کننده های ماوراء بنفش(مانند بنزوتریازول ها و بنزوفنون ها): این مواد می توانند به طور انتخابی نور ماوراء بنفش را جذب کرده و آن را به انرژی حرارتی تبدیل کنند.
• ثبات کننده های نور آمینه با موانع (HALS): این ها از طریق مکانیسم های متعدد مانند جذب رادیکال های آزاد و تجزیه هیدروپروکسید ها محافظت موثری را فراهم می کنند.
• خاموش کننده ها(مانند ترکیبات آلی نیکل): این ترکیبات می توانند انرژی مولکول های حالت هیجان زده را خاموش کنند تا از واکنش های فوتوکسیداسیون جلوگیری کنند.
• مواد پاک کننده رادیکال های آزاد: این ها مستقیما رادیکال های آزاد تولید شده در طول فوتوکسیداسیون را برای پایان دادن به واکنش های زنجیره ای جذب می کنند.

1.2 تعاریف و طبقه بندی فتوآییتیتورها

فتوئینیتیاتورها ترکیبات هستند که پس از جذب طول موج خاصی از انرژی در منطقه ماوراء بنفش (250-420nm) یا منطقه نور قابل مشاهده (400-800nm) ،می تواند رادیکال های آزاد یا کتیون ها را برای شروع پلیمر سازی تولید کندآنها اجزای کلیدی در سیستم های فتوکیورینگ هستند و محصولات فرمولی را با مخلوط کننده های واکنشی، اولیگومرها و افزودنی ها تشکیل می دهند.که سپس توسط کاربران نهایی اعمال می شودبا توجه به مکانیسم های آغاز آنها، فتوئینیتیتورها عمدتا به زیر تقسیم می شوند:

• فتوئیزیاتورهای رادیکال های آزاد: این را می توان به نوع شکاف و نوع جذب هیدروژن بر اساس مکانیسم تولید رادیکال های آزاد تقسیم کرد.
• فتوئیشن های کاتونیک: این شامل نمک های دیاریلیودونیوم، نمک های تریاریل سولفونیوم و غیره است که اسیدهای پروتونیک فوق قوی را برای شروع پلیمریزاسیون تولید می کنند.
• فتوئیتیوایترهای هیبریدی: این داروها هم دارای عملکرد شروع رادیکال های آزاد و هم کاتیونی هستند و اثرات همبستگی را نشان می دهند.

1.3 مقایسه مکانیسم های عمل

مکانیسم عمل تثبیت کننده های نور:

• انرژی ماوراء بنفش را جذب کرده و آن را به انرژی گرما تبدیل می کند (مستقیم کننده های ماوراء بنفش).
• رادیکال های آزاد تولید شده در طول فوتوکسیداسیون (امین های مانع شده) را جذب کنند.
• انرژی مولکول های حالت تحریک شده را خاموش کنید.
• هیدروپروکسیدها را تجزیه کنید تا از واکنش های زنجیره ای جلوگیری کنید.

مکانیسم عمل فتوئینیتیاتورها:

• انرژی فوتون ها را جذب کنید تا از حالت پایه به حالت هیجان زده منتقل شوند.
• مولکول های حالت تحریک شده از طریق همولیتیک شکاف می شوند تا رادیکال های آزاد اولیه (نوع شکاف) تولید شوند.
• مولکول های حالت هیجان زده اتم های هیدروژنی را از اهدا کنندگان هیدروژنی استخراج می کنند تا رادیکال های آزاد فعال (نوع استخراج هیدروژنی) تولید کنند.
• رادیکال های آزاد یا کاتیان های تولید شده واکنش های پلیمریزاسیون و پیوند متقابل مونومرها را آغاز می کنند.

اساسی ترین تفاوت بین این دو این است کهتثبیت کننده های نور، واکنش های فوتوشیمیایی را برای محافظت از مواد از تخریب نور، مهار یا کند می کنند.در حالی که photoinitiators به طور فعال واکنش های پلیمریزاسیون را پس از جذب انرژی نور آغاز می کنند تا تقویت مواد را افزایش دهند.

2.1 نقش های کلیدی تثبیت کننده های نور در محصولات مختلف

تثبیت کننده های نور نقش غیرقابل جایگزینی در محصولات مختلفی دارند که نیاز به استفاده طولانی مدت در فضای باز یا ثبات نور بالا دارند:

1محصولات پلاستیکی

• چمن مصنوعی پولیولفینی: در تولید چمن مصنوعی پلیولفین، تفاوت عملکرد ثبات کننده های نور به طور مستقیم بر عمر خدمت و سازگاری محیط زیست محصولات تأثیر می گذارد.تثبیت کننده نور 783 در سناریوهای با چرخه خدمات 2-3 ساله عملکرد فوق العاده ای دارد، مانند چمن های اطراف و چمن های منظره ای با الزامات کمدر حالی که ثبات دهنده نور 944 به دلیل مقاومت پایدار در برابر آب و هوا به انتخاب اصلی برای سناریوهای استفاده با فرکانس بالا مانند زمین های فوتبال و زمین های هاکی تبدیل شده است..
• قطعات پلاستیکی خودرو: الزامات مقاومت در برابر آب و هوا برای قطعات پلاستیکی خودرو به طور مداوم در حال افزایش است.نسخه جدید "تقاضیات فنی برای مقاومت در برابر آب و هوا قطعات پلاستیکی خودرو" مدت زمان آزمایش پیری شتاب دهنده مصنوعی را از 1500 ساعت به 2000 ساعت افزایش داده است، به طور مستقیم باعث افزایش نسبت اضافه کننده های نور در مواد PP از 1.2٪ به 1.8٪ می شود.
• فیلم های کشاورزی: فیلم های کشاورزی یک زمینه کاربرد مهم برای تثبیت کننده های نور هستند. به ویژه در مواردی که از آفت کش های غیر ارگانیک با غلظت بالا مانند گوگرد و کلور استفاده می شود.تثبیت کننده های نور با عملکرد بالا مانند Tinuvin® NOR® می توانند به طور موثر از محصولات پلاستیکی کشاورزی محافظت کنند و عمر آنها را افزایش دهند.

2. پوشش ها و میدان جوهر

• پوشش خودرو: ثبات کننده نور BASF 292 یک ثبات کننده نور آمینه مانع مایع است که برای پوشش ها اختصاص دارد.و پوشش های ضد اشعهاین می تواند به طور موثر زندگی خدمات پوشش را بهبود بخشد و از ترک و از دست دادن درخشش جلوگیری کند.
• پوشش های معماری: برای پوشش های معماری بیرونی (مانند سقف ها) ، چسب های معماری و سفت کننده ها برای محافظت طولانی مدت استفاده می شود.
• پوشش های چوبی: جلوگیری از زرد شدن چوب در اثر قرار گرفتن در معرض نور و افزایش عمر زیبایی مبلمان و کف.

3حوزه مواد خاص

• سلول های خورشیدی ارگانیک: به عنوان لایه های محافظی، آنها کارایی تولید برق باتری ها را در محیط های بیرونی افزایش می دهند و به توسعه انرژی سبز کمک می کنند.
• فیلم های بسته بندی مواد غذایی: در حالی که ایمنی را تضمین می کنند، نفوذ پذیری فیلم را حفظ می کنند و جذابیت قفسه را افزایش می دهند.
• دستگاه های پزشکی: در محصولات پزشکی مانند کاتترهای پلی اورتان پزشکی استفاده می شود، آنها باید از آزمون سازگاری زیستی ISO 10993 عبور کنند.

2.2 نقش های کلیدی از آغازگر عکس در محصولات مختلف

آغازگرهای تصویر اجزای اصلی سیستم های فتوکیورینگ هستند و نقش کلیدی در محصولات که نیاز به سخت گیری سریع و قالب بندی با دقت بالا دارند دارند:

1. رشته مواد UV

• پوشش های UV: IRGACURE 2959 یک فتوئیزیاتور فوق بنفش غیر زرد کننده بسیار کارآمد است.به ویژه مناسب برای سیستم های UV مبتنی بر آب مبتنی بر رزین آکریلیک و پلی استر های نامشبع و زمینه هایی که نیاز به بوی کم دارند.
• جوهر های UV: Photoinitiator-184 (Irgacure-184) می تواند انرژی تابش ماوراء بنفش را در طول فرآیند خشک کردن جوهر جذب کند تا رادیکال های آزاد یا کتیون ها را تشکیل دهد، پلیمریزاسیون، پیوند متقابل،و واکنش های پیوند مونومرها و اولیگومرهادر مدت زمان بسیار کوتاهی، جوهر به یک ساختار شبکه سه بعدی تبدیل می شود.
• چسب های UV: شروع کننده های نور یک جزء مهم از چسب های فتوکیورینگ هستند و نقش مهمی در سرعت سفت شدن دارند.شروع کننده های نور انرژی نور را جذب می کنند.، به دو رادیکال آزاد فعال تقسیم می شود و پلیمریزاسیون زنجیره ای از رزین های حساس به نور و خفیف کننده های واکنش پذیر را آغاز می کند، که باعث می شود چسب به پیوند متقابل و درمان شود.

2حوزه الکترونیک و میکرو الکترونیک

• صفحه های مداری PCB: آغازگرهای تصویر نقش کلیدی در تولید صفحه های مدار PCB دارند و در رنگ های مقاومت نور و ماسک جوش استفاده می شوند.
• پردازش میکروالکترونیک: در زمینه پردازش میکروالکترونیک، از photoinitiators در فرآیندهای فوتولیتوگرافی برای دستیابی به الگوهای دقیق استفاده می شود.
• ارتباطات فیبر نوری: در تولید پوشش های فیبر نوری و دستگاه های اپتو الکترونیک استفاده می شود.

3تولید افزودنی و کاربردهای ویژه

• چاپ سه بعدی: شروع کننده های تصویر یک جزء کلیدی از رزین های فتوکیور هستند که بر سرعت پلیمریزاسیون، عملکرد و ظاهر محصولات سه بعدی تاثیر می گذارند. در کاربردهای چاپ سه بعدی پزشکی،فتوئینیتیاتورها با سازگاری زیستی خوب، هیچ سیتوتوکسیسیتی و محلول بودن خوب در آب مورد نیاز نیست.
• کاربردهای پزشکی زیستی: مطالعات نشان داده است که کاربکسيل، هیدروکسيل و اتیلن گلیکول آریل دیازیریدین ها را می توان به عنوان جایگزین های آغازگر تصویر سازگار با زیست استفاده کرد.شروع پلیمریزاسیون رادیکال در طول موج ماوراء بنفش (365 nm) و نور مرئی (405 nm).
• تکنولوژی های روشنگری LED و نور مرئی: فرمولاسیون های پیشرفته ی آغازگر تصویر از انتقال به تکنولوژی های LED و روشنگری نور قابل مشاهده حمایت می کنند، تولید را با اهداف زیست محیطی هماهنگ می کنند و در عین حال کیفیت محصول را حفظ یا بهبود می بخشند.

2.3 موارد کاربرد همکاری این دو در توسعه محصول

در توسعه برخی از محصولات خاص، ثبات دهنده های نور و آغازگرهای نور باید به صورت همبستگی برای دستیابی به بهترین نتایج استفاده شوند:

• چسب های UV با عملکرد بالا: چسب ضدآکسیدان UV که توسط شرکت مواد الکترونیکی Dongguan Boxiang Co., Ltd توسعه یافته است.با استفاده از جذب کننده های UV و تثبیت کننده های نور آمین مانع از مقاومت در برابر آب و هوا از چسب UV بهبود می یابددر عین حال، اثر همبستگی آنتی اکسیدان های اولیه و ثانویه به طور موثر مسیر اکسیداسیون را مسدود می کند.بهبود قابل توجهی در عملکرد ضد پیری چسب UV در محیط های با نور ماوراء بنفش بالا و اکسیداسیون بالا.
• رزین UV با شاخص شکنندگی پایین قابل درمان نور: در آماده سازی رزین UV با شاخص شکنندگی پایین اصلاح شده توسط سیلیکون برای فیبر نوری،لازم است که هر دو کارایی فتواینیتیتور در شروع واکنش پلیمر سازی و مقاومت طولانی مدت محصول در برابر آب و هوا که توسط ثبات کننده نور ارائه می شود، در نظر گرفته شود..
• پسته نقره ای رسانا سریع: پاست نقره رساناي سريع ضد ماوراء بنفش LTCC توسعه يافته توسط وزارت زجيانگ از نسبتي خاص از پيشپوليمر، پلاسيتيزر، پودر نقره، پودر شيشه و فتوينيتاتور استفاده مي کند،که می تواند به سرعت در عرض 5 ثانیه درمان شود.در عین حال، لازم است که ثبات طولانی مدت محصول ارائه شده توسط تثبیت کننده نور را در نظر بگیرید.

3.1 مبنای انتخاب ثبات دهنده های نور

انتخاب ثبات دهنده نور مناسب نیاز به بررسی جامع عوامل مختلف مانند ویژگی های مواد، محیط کاربرد و الزامات عملکرد دارد:

1نوع ماده و ساختار

• نوع پلیمر: پلیمرهای مختلف حساسیت های متفاوتی نسبت به تجزیه نور دارند و ثبات کننده های نوری که با آنها مطابقت دارند باید انتخاب شوند.نسبت اضافه کردن HALS در مواد پلی پروپیلن (PP) معمولا 0 است..5 تا 0.8 درصد، 30 درصد بالاتر از خودروهای سوخت سنتی.
• ساختار مولکولی: ساختار مولکولی ماده حساسیت آن را به فوتوکسیداسیون تعیین می کند. پلیمرهای حاوی پیوندهای اشباع نشده، ساختارهای شاخه دار،یا کسانی که مستعد تولید رادیکال های آزاد هستند نیاز به حفاظت قوی تر از ثبات نور دارند..
• شرایط پردازش: دمای پردازش، زمان و سایر شرایط مواد بر انتخاب تثبیت کننده های نور تأثیر می گذارد.ثبات دهنده نور 622 دارای مقاومت در برابر پردازش در دمای بالا است و می تواند به فرآیندهای دمای بالا مانند قالب گذاری تزریقی و اکستروژن سازگار شود..

2عوامل محیطی کاربرد

• شرایط آب و هوایی: شدت ماوراء بنفش، دمای هوا، رطوبت و سایر عوامل در مناطق مختلف آب و هوایی به طور قابل توجهی متفاوت است.استیبلایزر نور 2022 به دلیل کاهش وزن استخراج آب تنها 0 تبدیل شده است..4٪ (در آب در 95 درجه سانتیگراد برای 100 ساعت جوشیده شده است)
• قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی: مواد شیمیایی که ممکن است با مواد در تماس باشند بر انتخاب ثبات کننده های نور تأثیر می گذارند. در سناریوهای که مواد اسیدی به راحتی در تماس هستند،مانند اطراف استخر های شنا و پارک های صنعتی شیمیایی، مقاومت اسیدی تثبیت کننده نور 119 یک مزیت کلیدی می شود.
• مدت عمر: طول عمر انتظار می رود از محصول در هنگام انتخاب ثبات کننده های نور یک ملاحظه مهم است.استیبلایزر نور 783 در سناریوهای با چرخه خدمات 2-3 ساله عملکرد فوق العاده ای دارد، در حالی که ثبات دهنده نور 944 برای مکان های ورزشی حرفه ای که نیاز به عمر طولانی تری دارند مناسب است.

3الزامات عملکرد و نیازهای ویژه

• عملکرد نوری: برای محصولاتی که نیاز به شفافیت و درخشش بالایی دارند، مانند فیلم های نوری و پوشش های شفاف، باید استقرار دهنده های نوری که بر عملکرد نوری ماده تأثیر نمی گذارند انتخاب شوند.برای مثال، ثبات دهنده نور JINJUN564 می تواند به دلیل ضریب انقراض مولر بالا، با مقدار بسیار کم اضافه (0.1٪ -2.0٪) محافظت کارآمد را به دست آورد.هنوز هم می تواند حفاظت کارآمد در لایه های فیلم فوق نازک کمتر از 1 میکران ارائه دهد، که شفافیت و درخشش پوشش را تضمین می کند.
• عملکرد مکانیکی: میزان حفظ خواص مکانیکی مانند مقاومت کششی و کشش در هنگام شکستن ماده یک شاخص مهم برای ارزیابی اثربخشی ثبات کننده های نور است.آزمایشات نشان می دهد که خواص مکانیکی رشته های چمن مصنوعی اضافه شده با ثبات کننده نور 944 هنوز بیش از 70٪ پس از 3000 ساعت پیری حفظ می شود.
• الزامات حفاظت از محیط زیست و ایمنی: با تشدید مقررات حفاظت از محیط زیست، سرمایه گذاری تحقیق و توسعه در محصولات HALS بدون هالوجن از 15٪ در سال 2024 به 32٪ در سال 2028 افزایش یافته است.شرکت های پیشرو مانند BASF و Beijing TianGang خطوط تولیدی کاملا بسته با انتشار صفر حلال ساخته اند.

3.2 مبنای انتخاب فتوئیزیاتورها

انتخاب فتواینیتیتور مناسب همچنین مستلزم در نظر گرفتن عوامل متعددی برای اطمینان از مطابقت آن با سیستم فرمولاسیون و الزامات کاربرد است:

1- ويژگي هاي سيستم درمان نور

• نوع پیشپلیمر: پیشپلیمرهای مختلف به روش های مختلف به فتوی آغاز کننده واکنش نشان می دهند. اصل اصلی انتخاب یک فتوی آغاز کننده با فعالیت مناسب با توجه به نوع پیشپلیمر و مونومر است.
• رنگ سیستم: برای سیستم های رنگی، باید از فتوائیزیاتورها با فعالیت بالا در این سیستم رنگی انتخاب شود. مطالعات نشان داده اند که در مواد سیلیکونی سیاه که با UV درمان شده اند، سیستم هایی که از ITX، TPO، 819، 907، و 369 به عنوان شروع کننده ها زمان های کوتاه تر درمان دارند، نشان می دهد که این شروع کننده ها فعالیت شروع نسبتا بالا در سیستم های رنگی دارند.
• روش خشک کردن: انتخاب فوتوآغاز کننده مناسب بر اساس روش خشک کردن. به عنوان مثال، فوتوآغاز کننده های رادیکال کتیونیک ترکیبی می توانند هم پلیمریزاسیون رادیکال و هم پلیمریزاسیون کتیونیک را تجربه کنند.که می تواند از ضعف ها اجتناب کند و به خوبی از نقاط قوت استفاده کند.، با اثرات همبستگی.

2ویژگی های منبع نور و شرایط سفت شدن

• طول موج منبع نور: طیف جذب از photoinitiator باید با طیف انتشار منبع تشعشع مطابقت داشته باشد و دارای یک ضریب انقراض مولری نسبتا بالا باشد.فتواینیتیتور LAP دارای حداکثر طول موج جذب تا 380 است.5 nm و محدوده جذب تا 410 nm که می تواند توسط نور آبی تحریک شود و برای منابع نور LED خاص مناسب است.
• شدت نور و زمان تابش: فتوئینیتیاتورهای مختلف حساسیت متفاوتی نسبت به شدت نور و زمان تابش دارند. مطالعات نشان داده اند که زمانی که غلظت فتوئینیتیاتور 7٪ باشد،کمترین شدت مورد نیاز برای فتوکیورینگ UV استبا این حال، ادامه افزایش غلظت فراتر از این نقطه در واقع سرعت خشک شدن را کاهش می دهد.
• محیط درمان: عوامل مانند محتوای اکسیژن و دمای محیط خشک کردن بر اثربخشی فتوئیتیاتور تأثیر می گذارد. به عنوان مثال، فتوئیتیشن کتیونی دارای کوچک شدن حجم است.چسبندگی قوی، و توسط اکسیژن در طول فرآیند سفت شدن مهار نمی شود، که آن را برای سفت شدن نور در یک محیط هوازی مناسب می کند.

3الزامات عملکرد برنامه

• سرعت درمان: کاربردهای مختلف دارای الزامات بسیار متفاوتی برای سرعت سفت شدن هستند. پیست نقره رسانا LTCC سریع ضد ماوراء بنفش که توسط Zhejiang MoKe توسعه یافته است می تواند در عرض 5 ثانیه سفت شود.که آن را برای خطوط تولیدی که نیاز به خشک شدن سریع دارند مناسب می کند.
• عمق سفت کردن: برای سیستم های فیلم ضخیم، باید عمق خشک شدن فتوآغازگر را در نظر گرفت. مطالعات نشان داده اند که سیستم روتنیوم/پرسولفات سدیم (ru/sps) می تواند ساختارهای ضخیم را پلیمری کند (8.88±0.94 میلی متر) ، در حالی که هیدروژل های آغاز شده توسط IRGACURE 2959 (1.62±0.49 میلی متر) عمق نفوذ ضعیف را نشان می دهند.
• عملکرد نهایی: شروع کننده نور و محصولات فتولیز آن باید غیر سمی، بی بوی، پایدار، آسان برای نگهداری برای مدت طولانی باشند و تاثیر منفی بر عملکرد محصول نهایی نداشته باشند.

3.3 مقایسه پارامترهای کلیدی در انتخاب مواد

4.1 تاثیر ثبات کننده های نور بر فرآیندهای تولید و کارایی

انتخاب و استفاده از تثبیت کننده های نور تأثیرات متعددی بر فرآیندهای تولید و بهره وری دارد:

1تاثیر دمای پردازش و ثبات

• الزامات ثبات حرارتی: ثبات دهنده های نور باید درجه ای از ثبات حرارتی داشته باشند و در دمای پردازش تجزیه نشوند تا ثبات در طول پردازش مواد را تضمین کنند.ثبات دهنده نور 622 دارای مقاومت در برابر پردازش در دمای بالا است و می تواند به فرآیندهای دمای بالا مانند قالب گذاری تزریقی و اکستروژن سازگار شود..
• تاثیر بر پنجره پردازش: استقرار دهنده های مختلف نور دارای دمای تجزیه و ثبات حرارتی متفاوت هستند که بر پنجره پردازش مواد تأثیر می گذارد.برخی از تثبیت کننده های نور ممکن است برای تولید گاز در دمای بالا تجزیه شوند، که منجر به حباب ها یا نقایص سطحی در محصول می شود.
• زمان پردازش طولانی: در برخی موارد، به ویژه در هنگام استفاده از ثبات کننده های نور ترکیبی،ممکن است لازم باشد که زمان پردازش به طور مناسب افزایش یابد تا اطمینان حاصل شود که ثبات دهنده نور به طور کامل پراکنده و به طور یکنواخت در مواد توزیع شده است..

2روش اضافه کردن و کنترل پراکندگی

• زمان اضافه شدن: زمان اضافه کردن تثبیت کننده های نور تأثیر مهمی بر پراکندگی و اثربخشی آنها در مواد دارد.ثبات دهنده های نور باید در مرحله اولیه ذوب مواد اضافه شوند تا از پراکندگی یکنواخت در مواد اطمینان حاصل شود..
• تکنولوژی پراکندگی: برای بهبود اثر پراکندگی تثبیت کننده های نور، گاهی اوقات ممکن است فناوری یا تجهیزات پراکندگی خاص مورد نیاز باشد. برای مثال در تولید فیلم های کشاورزی،استفاده از مخلوط کننده با سرعت بالا یا دو پیچ اکسترودر می تواند یکسانی پراکندگی ثبات دهنده های نور را بهبود بخشد.
• آماده سازی masterbatch: اضافه کردن تثبیت کننده های نور به شکل masterbatch می تواند دقت اندازه گیری و اثرات پراکندگی را بهبود بخشد.به ویژه برای مواردی که نیاز به کنترل دقیق مقدار اضافه شده است.

3بهینه سازی اثرات همبستگی ترکیب

• ترکیب چند جزء: در صنعت، the effective prevention and retardation of photoaging are often achieved by compounding two or more light stabilizers with different mechanisms of action to absorb ultraviolet light in different wavelength bands، که می تواند اثرات بسیار خوبی را به دست آورد که یک تثبیت کننده نور تنها نمی تواند به دست آورد.
• مکانیسم همبستگی: به عنوان مثال، Uvinul 4050 می تواند به تنهایی یا در ترکیب با ثبات کننده نور با وزن مولکولی بالا HALS برای دستیابی به اثرات همبستگی استفاده شود.اثرات همبستگی خوبی با جذب کننده های ماوراء بنفش بنزوئات و آنتی اکسیدان های فینول مانع شده دارد، که می تواند مقاومت در برابر آب و هوا و ثبات رنگ PP و HDPE را بهبود بخشد.
• بهینه سازی نسبت جمع: هنگام ترکیب استقرار دهنده های نور مختلف، لازم است نسبت هر جزء برای دستیابی به بهترین اثر بهینه شود. به عنوان مثال در پوشش خودرو،مقدار توصیه شده اضافه کردن BASF Light Stabilizer 292 0 است..5-2٪ و می تواند در ترکیب با 1-3٪ از جذب کننده های ماوراء بنفش مانند Tinuvin 1130 و Tinuvin 384-2 استفاده شود.

4.2 تاثیر عکس سازان بر فرآیندهای تولید و کارایی

ویژگی ها و استفاده از فتوئینیتیاتورها تأثیر قاطعی بر فرآیند فتوکیورینگ و بهره وری تولید دارند:

1انتخاب منبع نور و کنترل انرژی

• تطبیق منبع نوربرای مثال، IRGACURE 2959 و LAP در محدوده طول موج 320-500 نانومتر موثر هستند.در حالی که سیستم روتنیوم/پرسولفات سدیم اثرات بهتری در محدوده نور مرئی 400-500 نانومتر دارد..
• بهینه سازی تراکم انرژی: بهره وری از شروع فتوآغازگرها به شدت با تراکم انرژی منبع نور مرتبط است.مطالعات نشان داده اند که فتوئینیتیاتورهای مختلف نیازهای متفاوتی برای تراکم انرژی دارند.، که نیاز به بهینه سازی با توجه به شرایط خاص دارند.
• مزایای منابع نور LED: فرمولاسیون های پیشرفته ی آغازگر تصویر از انتقال به تکنولوژی های LED و روشنگری نور قابل مشاهده حمایت می کنند، تولید را با اهداف زیست محیطی هماهنگ می کنند و در عین حال کیفیت محصول را حفظ یا بهبود می بخشند.

2کنترل غلظت و کارایی درمان

• تعیین غلظت مطلوب: غلظت شروع کننده تصویر تاثیر قابل توجهی بر سرعت سفت شدن دارد. مطالعات نشان داده اند که هنگامی که غلظت شروع کننده تصویر 7٪ باشد،کمترین شدت مورد نیاز برای فتوکیورینگ UV استبا این حال، ادامه افزایش غلظت فراتر از این نقطه در واقع سرعت خشک شدن را کاهش می دهد.
• تاثیر غلظت بر عمق خشک شدن: غلظت شروع کننده نور نه تنها بر سرعت سفت شدن بلکه بر عمق سفت شدن نیز تاثیر می گذارد. به عنوان مثال در رزین های دندان، با افزایش غلظت CQ،نرخ تبدیل و خواص مکانیکی (مانند ماژول انعطاف پذیری و سختی) افزایش می یابد، در حالی که عمق خشک شدن کاهش می یابد.
• تاثیر ضخامت مواد: برای مواد با ضخامت های مختلف، غلظت فتوئیینیتور و شرایط خشک شدن باید تنظیم شود.IRGACURE 819 یک روش فوق بنفش بسیار کارآمد است، به ویژه برای سفت کردن سیستم های فیلم ضخیم و به ویژه برای سیستم های سفید و مواد تقویت شده با فیبر شیشه مناسب است.

3عوامل محیطی و کنترل فرآیند

• اثر مهار اکسیژن: در طول فرآیند فتوکیورینگ رادیکال های آزاد، اکسیژن یکی از عوامل اصلی مهار کننده است. مطالعات نشان داده اند که فتوکیورینگ کاتونیک دارای کوچک شدن حجم، چسبندگی قوی،و توسط اکسیژن در طول فرآیند خشک شدن مهار نمی شوداین واکنش به راحتی متوقف نمی شود و دارای توانایی قوی "پس از خشک شدن" است، که آن را مناسب برای فوتوکورینگ فیلم های ضخیم می کند.
• تاثیر درجه حرارت: دمای محیط بر فعالیت و سرعت سفت شدن فتوآویزه کننده تاثیر می گذارد. به طور کلی، افزایش دمای سرعت واکنش پلیمریزاسیون را تسریع می کند.اما دمای بیش از حد بالا ممکن است باعث تغییر شکل مواد یا کاهش عملکرد شود..
• کنترل رطوبت: در برخی از سیستم های شروع کننده نور، رطوبت محیط ممکن است بر اثر سفت شدن تأثیر بگذارد. به عنوان مثال، سیستم های شروع کننده نور مبتنی بر آب نسبت به تغییرات رطوبت محیط حساس تر هستند.و رطوبت محیط فرآیند باید به شدت کنترل شود.

4.3 اثرات همبستگی این دو در بهینه سازی فرآیند

در برخی از فرآیندهای، ثبات دهنده های نور و آغازگرهای نور باید به صورت همبستگی استفاده شوند. در این زمان، تعامل آنها برای بهینه سازی فرآیند بسیار مهم است:

• اثرات همبستگی در پوشش های ضد اشعه UV: در پوشش های UV-cured، photoinitiators مسئول شروع واکنش پلیمریزاسیون هستند،در حالی که تثبیت کننده های نور مسئول محافظت از پوشش در برابر تخریب فوتوکسیدی در طول استفاده هستندبه عنوان مثال، اضافه کردن تثبیت کننده نور آمین مانع شده BASF TINUVIN292 به روکش های خودرو می تواند زرد شدن سیستم های آکریلیک را در معرض نور خورشید خارج از منزل کاهش دهد.
• دنباله جمع کردن همبستگی: در سیستم هایی که هم از ثبات کننده های نور و هم از آغاز کننده های نور استفاده می شود، توالی اضافه کردن ممکن است بر اثر نهایی تأثیر بگذارد. به طور کلی، ثبات کننده های نور باید ابتدا اضافه شوند و به طور کامل پراکنده شوند،و بعد باید فتواینیتیاتور اضافه شود..
• کنترل تعامل: برخی از تثبیت کننده های نور ممکن است با آغازگرهای نور تعامل داشته باشند و بر اثر سفت شدن تاثیر بگذارند. به عنوان مثال، تثبیت کننده نور BASF 292 ممکن است با اجزای رنگ (مانند کاتالیزورهای اسیدی) تعامل داشته باشد.که باید با دقت ارزیابی شود..

5.1 مقایسه کاربرد در زمینه ساختمان و مواد ساختمانی

مزایایی که ثبات دهنده های نور در ساختمان دارند:

• طول عمر مواد ساختمانی را افزایش دهید: در پوشش های معماری، تثبیت کننده های نور می توانند به طور موثر مانع از حفظ درخشش پوشش در معرض نور خورشید شوند.از ترکیدن و لکه زدن اجتناب کنید، و از ترکیدن و پوست شدن سطح جلوگیری می کند و در نتیجه طول عمر پوشش را به شدت افزایش می دهد.
• بهبود دوام: برای پوشش های معماری در فضای باز (مانند سقف ها) ، چسب های معماری و مهر و موم ها برای محافظت طولانی مدت استفاده می شود.
• حفاظت از محیط زیست و صرفه جویی در انرژی: با افزایش عمر مواد ساختمانی و کاهش فرکانس تعویض،تاثیرات زیست محیطی و هزینه های کل چرخه عمر ساختمان کاهش می یابد.

مزایایی که از ابتکارگر تصویر در زمینه ساخت و ساز برخوردار است:

• ساخت سریع: در کاربردهایی مانند سد ساختمان و پوشش های ضد آب، photoinitiators می تواند به سرعت سد و بهبود بهره وری ساخت و ساز.
• ویژگی های سفت شدن در دمای پایین: برخی از سیستم های آغازگر نور می توانند در محیط های دمای پایین سفت شوند و فصل ساخت و پنجره زمان را گسترش دهند.
• کنترل دقیق: فناوری فتوکیورینگ کنترل دقیق را امکان پذیر می کند، به ویژه برای ساخت سازه های ساختمان پیچیده و قطعات تزئینی مناسب است.

5.2 مقایسه کاربرد در زمینه خودرو و حمل و نقل

مزایای ثبات کننده های نور در زمینه خودرو:

• مقاومت عالی در برابر آب و هوا: در پوشش های ویژه خودرو بهتر کار می کند و می تواند به طور موثر از حفظ درخشش پوشش در معرض نور خورشید جلوگیری کند و از ترکیدن و لکه برداری جلوگیری کند.
• جلوگیری از زرد شدن: اضافه کردن استیبالیزه کننده نور آمین مانع شده BASF TINUVIN292 می تواند زرد شدن سیستم های آکریلیک در معرض نور خورشید در فضای باز را کاهش دهد.
• حفاظت از مواد: نسبت اضافه شدن HALS در مواد پیشاپیش پلی پروپیلن برای وسایل نقلیه انرژی جدید به 0.5 تا 0.8٪ افزایش یافته است، 30٪ بالاتر از وسایل نقلیه سوخت سنتی.استانداردهای دقیق تر VOC در وسایل نقلیه باعث افزایش قیمت 15 تا 20 درصد برای محصولات کم بوی شده است..

مزایایی که از استفاده از عکاس در صنعت خودرو برخوردار است:

• تولید کارآمد: سفت شدن UV باعث می شود محصولات بالاتر، استفاده بیشتر از ماشین و سرعت تولید سریعتر، بهبود ظرفیت و بهره وری تولید کلی شود.
• کاهش زمان تمیز کردن و نصب: مواد شیمیایی UV تنها زمانی که در معرض انرژی UV قرار می گیرند، درمان می شوند، نیاز به تمیز کردن فوری را از بین می برند و زمان کار برای نصب را کاهش می دهند.که به خصوص برای صنعت چاپ هنرهای گرافیک و سایر کاربردهای دیگر مفید است..
• بهبود کیفیت پوشش: فن آوری فتوکیورینگ امکان پوشش یکنواخت تر و نازک تر را فراهم می کند و زیبایی شناسی و مقاومت در برابر خوردگی سطح خودرو را بهبود می بخشد.

5.3 مقایسه کاربرد در زمینه بسته بندی و چاپ

مزایای ثبات کننده های نور در زمینه بسته بندی:

• طول عمر محصول را افزایش دهید: در فیلم های بسته بندی مواد غذایی، ثبات دهنده های نور نفوذ پذیری فیلم را حفظ می کنند در حالی که ایمنی را تضمین می کنند و جذابیت قفسه را افزایش می دهند.
• از محتویات محافظت کنید: از نفوذ نور ماوراء بنفش به مواد بسته بندی جلوگیری کنید و محتویات را از فوتوکسیداسیون محافظت کنید.
• قدرت مواد رو بهبود بده:اضافه کردن تثبیت کننده های نور به مواد بسته بندی پلیولفین می تواند میزان حفظ خواص مکانیکی مواد را بهبود بخشد و آسیب را در طول حمل و نقل و ذخیره سازی کاهش دهد.

مزایایی که از استفاده از عکاس در زمینه چاپ دارد:

• سفت شدن سریع: در جوهر های UV، photoinitiators می توانند انرژی تشعشع ماوراء بنفش را در طول فرآیند سفت شدن جوهر جذب کنند تا رادیکال های آزاد یا کتیون ها را تشکیل دهند، پلیمریزاسیون، پیوند متقابل،و واکنش های پیوند مونومرها و اولیگومرهادر زمان بسیار کوتاه، جوهر به یک ساختار شبکه سه بعدی تبدیل می شود، که به طور قابل توجهی کارایی چاپ را بهبود می بخشد.
• چاپ با دقت بالا: مناسب برای فرایندهای چاپ با دقت بالا مانند فلوکسوگرافی و چاپ گرافیک، اطمینان از شفافیت الگوی و اشباع رنگ.
• حفاظت از محیط زیست: جوهر های UV حاوی ترکیبات آلی فرار (VOC) نیستند و الزامات حفاظت از محیط زیست را برآورده می کنند و آلودگی هوا را کاهش می دهند.

5.4 مقایسه کاربرد در زمینه الکترونیک و اپتو الکترونیک

مزایای ثبات کننده های نور در زمینه الکترونیک:

• از اجزای الکترونیکی محافظت کنید: در سلول های فتوولتائیک ارگانیک،ثبات دهنده های نور به عنوان لایه های محافظی برای افزایش کارایی تولید برق باتری در محیط های بیرونی استفاده می شوند.، که به توسعه انرژی سبز کمک می کند.
• حفظ عملکرد نوری: در فیبر نوری، صفحه نمایش و سایر دستگاه ها برای جلوگیری از زرد شدن و پیری مواد و حفظ عملکرد نوری استفاده می شود.
• مقاومت در برابر دمای بالا: در مواد بسته بندی LED با قدرت بالا،برای اطمینان از پایداری مواد در شرایط طولانی مدت در دمای بالا، باید ثبات کننده های نور با مقاومت در برابر دمای بالا انتخاب شوند..

مزایایی که از آغازگر عکس در زمینه اپتوالکترونیک برخوردار است:

• تولید دقیق: در زمینه پردازش میکروالکترونیک، از photoinitiators در فرآیندهای فوتولیتوگرافی برای دستیابی به الگوهای دقیق استفاده می شود.پاسخگویی به الزامات کوچک سازی و یکپارچه سازی بالای قطعات الکترونیکی.
• تولید دستگاه های نوری: در تولید پوشش های فیبر نوری، هدایت موج نوری،و سایر دستگاه های نوری برای اطمینان از خواص نوری و قدرت مکانیکی دستگاه ها.
• نمونه سازی سریع: در چاپ سه بعدی اجزای الکترونیکی، آغازگرهای عکاسی باعث تقویت سریع مواد می شوند و نمونه سازی سریع و تولید سفارشی را به دست می آورند.

6.1 روند توسعه ی ثبات کننده های نور

بازار تثبیت کننده نور در حال توسعه به سمت عملکرد بالاتر، حفاظت از محیط زیست و تخصص است:

• جهت دهی با عملکرد بالا: با توسعه زمینه های فن آوری بالا مانند هوافضا، راه آهن با سرعت بالا و انرژی جدید، الزامات بیشتری برای عملکرد ثبات کننده های نور مطرح می شود.در وسایل نقلیه انرژی جدید، نسبت اضافه کردن HALS در مواد پیشاپیش پلی پروپیلن به 0.5٪-0.8٪ افزایش یافته است، 30٪ بالاتر از خودروهای سوخت سنتی.
• حفاظت از محیط زیست و ایمنی: با تشدید مقررات حفاظت از محیط زیست، سرمایه گذاری تحقیق و توسعه در محصولات HALS بدون هالوجن از 15٪ در سال 2024 به 32٪ در سال 2028 افزایش یافته است.شرکت های پیشرو مانند BASF و Beijing TianGang خطوط تولیدی کاملا بسته با انتشار صفر حلال ساخته اند.
• تخصص و سفارشی سازی: زمینه های کاربردی مختلف نیاز های متفاوتی به ثبات کننده های نور دارند که توسعه محصولات را در جهت تخصص و سفارشی سازی ترویج می دهد.در زمینه چمن مصنوعی، ثبات کننده های نور باید به طور خاص با توجه به سناریوهای مختلف استفاده و چرخه های سرویس بهینه شوند.
• تکنولوژی نانوموبایلت: استفاده از فناوری نانوکامپوزیت، باعث می شود که تثبیت کننده های نور در مواد به طور مساوی تر پراکنده شوند و ثبات و کارایی تثبیت کننده نور را افزایش دهند.تثبیت کننده نور آمین با مقیاس نانو دارای پراکندگی و سازگاری بهتر است.، که می تواند حفاظت موثر تری را فراهم کند.

6.2 روندهای توسعه ی نوآوران عکس

بازار آغازگر عکس در حال توسعه به سمت بهره وری بالا، حفاظت از محیط زیست و نوآوری است:

• بهره وری بالا و مصرف انرژی کم: با توسعه منابع نور LED، تقاضا برای فتوئینیتیاتورها با حساسیت بالا در محدوده نور قابل مشاهده در حال افزایش است.فتواینیتیتور LAP دارای حداکثر طول موج جذب تا 380 است.5 nm و محدوده جذب تا 410 nm که می تواند توسط نور آبی تحریک شود و برای منابع نور LED خاص مناسب است.
• حفاظت از محیط زیست و ایمنی: توسعه فتوئینیتیاتورهای سازگار با محیط زیست با سمیت کم، بوی کم و مهاجرت کم. به عنوان مثال، فتوئینیتیاتورهای مبتنی بر آب و فتوئینیتیاتورهای جامد به نقاط گرم تحقیق تبدیل شده اند.
• ادغام چند وظیفوی: توسعه فتوئیشن های چند منظوره که نه تنها می توانند واکنش های پلیمریزاسیون را آغاز کنند بلکه دارای عملکردهای دیگری مانند ضد باکتری و خود درمانی نیز هستند.برخی از فتوئیسیاتورها را می توان با مواد ضد باکتریایی ترکیب کرد تا مواد ضد باکتریایی را آماده کنند..
• گسترش برنامه های کاربردی ویژه: گسترش زمینه های کاربرد فتواینیتیتورها، مانند چاپ سه بعدی، دستگاه های بیولوژیکی و اپتوالکترونیک.آغازگرهای تصویر نقش کلیدی در نرخ پلیمر سازی دارند.، عملکرد و ظاهر محصولات سه بعدی.

6.3 روند توسعه همکاری دو کشور

در آینده، تثبیت کننده های نور و آغازگرهای نور روند توسعه همکاری بیشتری را نشان خواهند داد:

• طراحی یکپارچه محصول: طراحی محصولات یکپارچه ای که عملکردهای ثبات کننده های نور و آغازگرهای نور را برای ساده سازی فرآیند تولید و بهبود عملکرد محصول ترکیب می کنند.در برخی از پوشش های ضد اشعه UV، یک افزودنی که ترکیبی از تثبیت کننده نور و عملکردهای آغازگر نور است می تواند برای دستیابی به سفت شدن سریع و مقاومت طولانی مدت در برابر آب و هوا استفاده شود.
• بهینه سازی اثر همبستگی: مطالعه بیشتر مکانیسم همبستگی بین تثبیت کننده های نور و شروع کننده های نور برای بهینه سازی ترکیب و نسبت آنها برای دستیابی به نتایج بهتر.در چسب های UV با عملکرد بالابا استفاده از جذب کننده های UV و ثبات کننده های نور آمین مانع شده، مقاومت آب و هوایی چسب UV بهبود می یابد.در حالی که اثر همبستگی آنتی اکسیدان های اولیه و ثانویه به طور موثر مسیر اکسیداسیون را مسدود می کند.
• توسعه مواد جدید: با توسعه مواد جدید مانند نانوموادها و مواد زیستی، توسعه ی ثبات کننده های نور و فتوئینیتیاتورهای مربوطه برای پاسخگویی به نیازهای ویژه مواد جدید.برای مثال، در زمینه مواد بیولوژیکی، توسعه ی ثبات کننده های نور و فتوئینیتیاتورهای سازگار با زیست برای پاسخگویی به نیازهای دستگاه های پزشکی و مهندسی بافت.
• برنامه هوشمند: ترکیب ثبات دهنده های نور و فتوئیتیوایتورها با فناوری های هوشمند مانند سنسورها و مواد پاسخگو برای دستیابی به کاربردهای هوشمند.یک ماده ی خود درمانی را توسعه دهید که بتواند آسیب های ناشی از تابش نور را به طور خودکار ترمیم کند.، که چشم انداز کاربرد گسترده ای در هوافضا، خودرو و سایر زمینه ها دارد.

تثبیت کننده های نور و آغاز کننده های نور دو نوع مهم از افزودنی ها در زمینه مواد پلیمر هستند که هر کدام دارای عملکردهای منحصر به فرد و سناریوهای کاربرد هستند.تثبیت کننده های نور نقش کلیدی در محافظت از مواد در برابر تخریب فوتوکسیدی و افزایش عمر دارند، در حالی که آغازگرها برای دستیابی به سفت شدن سریع و قالب گیری دقیق مواد ضروری هستند.لازم است که ثبات دهنده های نور و فتواینیتیتورهای مناسب را با توجه به الزامات کاربردی خاص و شرایط محیطی انتخاب کنید.، و بهینه سازی ترکیب آنها و پارامترهای فرآیند برای دستیابی به بهترین عملکرد و مقرون به صرفه.

با توسعه مداوم علم و فن آوری و افزایش تقاضا برای عملکرد مواد، ثبات کننده های نور و فتوآییتیتورها به سمت عملکرد بالاتر توسعه خواهند یافت,حفاظت از محیط زیست و تخصص.استفاده مشترک و طراحی یکپارچه محصول نیز فرصت های نوآوری و فضای توسعه بیشتری را برای صنایع مختلف به ارمغان می آورد.

این مقاله فقط برای مرجع است. برای انتخاب و کاربرد خاص محصول، لطفا با پرسنل فنی حرفه ای مشورت کنید.