Phụ gia chống tia UV – Ứng dụng trong ngành nhựa

Phụ gia chống tia UV đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ nhựa khỏi tác hại của bức xạ tia cực tím, đặc biệt trong các ứng dụng ngoài trời, tiếp xúc trực tiếp với ánh mặt trời. Khi nhựa tiếp xúc với bức xạ tia cực tím, chúng có thể bị phân hủy và trở nên giòn, dẫn đến mất tính chất cơ học và biến màu. Chúng ta hãy cùng tìm hiểu kĩ hơn về phụ gia chống UV cho nhựa và ứng dụng của chúng trong ngành nhựa trong bài viết này nhé.

I. Phụ gia chống tia UV cho nhựa là gì?

Phụ gia chống tia UV hay còn gọi là phụ gia ổn định tia cực tím là những chất được thêm vào vật liệu nhựa để bảo vệ chúng khỏi tác hại của tia cực tím (UV). Chất phụ gia ổn định tia cực tím hoạt động bằng cách hấp thụ hoặc phản xạ tia UV, ngăn chúng phá vỡ cấu trúc phân tử của nhựa khiến nhựa trở nên giòn, biến màu hoặc biến chất; giúp kéo dài tuổi thọ và duy trì vẻ ngoài của sản phẩm nhựa.

II. Các loại phụ gia chống tia UV

Có nhiều loại chất phụ gia ổn định tia cực tím, bao gồm chất hấp thụ tia cực tím, chất ổn định ánh sáng amin cản trở (HALS) và chất khử, mỗi loại có cơ chế hoạt động và mức độ hiệu quả khác nhau.

A. Chất hấp thụ tia cực tím (UV absorbers)

Các chất hấp thụ tia cực tím hoạt động bằng cách hấp thụ tia UV và chuyển chúng thành nhiệt năng vô hại, điều này làm giảm sự hấp thụ tia UV của nền nhựa và do đó làm giảm tốc độ phong hóa.

Mỗi loại nhựa cần sử dụng chất hấp thụ UV khác nhau ví dụ:

• Phenolic benzotriazoles (UV-360, UV-328) và hydroxyphenyl-triazines (Bemotrizinol) được sử dụng cho nhựa PC và acrylics.
• Oxanilides được sử dụng cho nhựa PA và PU.
• Benzophenones được sử dụng cho nhựa PVC.

B. Chất ổn định ánh sáng amin bị cản trở (HALS)

HALS hoạt động bằng cách loại bỏ các gốc tự do được tạo ra khi tia UV tương tác với polyme. Điều này giúp ngăn chặn sự xuống cấp của polyme và có thể kéo dài tuổi thọ của các sản phẩm nhựa. Ngoài ra HALS còn có khả năng ổn định nhiệt.

HALS cực kỳ hiệu quả khi sử dụng cho nhựa POF, PE và PU nhưng chúng lại không hiệu quả đối với nhựa PVC.

C. Quenchers

Quá trình oxy hóa ảnh có thể bắt đầu bằng sự hấp thụ ánh sáng bởi một nhiễm sắc thể trong polyme (có thể là thuốc nhuộm hoặc tạp chất) khiến nó chuyển sang trạng thái kích thích. Sau đó, chất này có thể phản ứng với oxy xung quanh, biến nó thành oxy nhóm đơn có khả năng phản ứng cao. Quenchers có thể hấp thụ năng lượng từ các phân tử bị kích thích thông qua cơ chế Forster và sau đó tiêu tán nó một cách vô hại dưới dạng nhiệt hoặc ánh sáng huỳnh quang tần số thấp hơn.

III. Lợi ích khi sử dụng phụ gia chống tia UV cho nhựa

Một trong những lợi ích chính của việc sử dụng chất phụ gia ổn định tia cực tím trong nhựa là ngăn ngừa hiện tượng ố vàng và đổi màu. Khi nhựa tiếp xúc với bức xạ tia cực tím, chúng có thể bị biến màu và mất đi tính thẩm mỹ. Chất ổn định tia cực tím giúp duy trì màu sắc và hình dáng ban đầu của nhựa, đảm bảo rằng nó vẫn hấp dẫn về mặt thị giác trong thời gian dài hơn.

Ngoài việc ngăn ngừa sự đổi màu, chất phụ gia ổn định tia UV còn giúp cải thiện tính chất cơ học của nhựa. Bức xạ tia cực tím có thể khiến nhựa trở nên giòn và mất độ bền, dẫn đến nứt và gãy. Bằng cách sử dụng chất ổn định tia cực tím, độ bền và hiệu suất tổng thể của sản phẩm nhựa có thể được nâng cao, dẫn đến sản phẩm bền hơn và đáng tin cậy hơn.

Hơn nữa, chất phụ gia ổn định tia cực tím cũng có thể cải thiện khả năng chịu thời tiết của nhựa, khiến chúng có khả năng chống chịu tốt hơn với các yếu tố môi trường như nhiệt độ, độ ẩm và ô nhiễm. Điều này có thể đặc biệt có lợi cho các ứng dụng ngoài trời, nơi nhựa tiếp xúc với nhiều điều kiện thời tiết.

IV. Ứng dụng phụ gia chống tia UV trong ngành nhựa

A. ngành sản xuất ô tô

Khi nói đến ô tô, chất phụ gia ổn định tia cực tím thường được sử dụng trong sản xuất các bộ phận bên ngoài như cản, ốp và các bộ phận bằng nhựa hoặc cao su khác. Những chất phụ gia này giúp ngăn chặn sự phai màu, nứt và xuống cấp của các thành phần này, những hiện tượng có thể xảy ra do tiếp xúc lâu với ánh sáng mặt trời.

Một trong những lợi ích chính của việc sử dụng chất phụ gia ổn định tia cực tím trong các bộ phận của ô tô là duy trì tính thẩm mỹ của ô tô.

Ngoài việc giữ gìn vẻ ngoài của xe, chất phụ gia ổn định tia UV còn góp phần mang lại tuổi thọ và độ bền tổng thể cho xe. Bằng cách bảo vệ các bộ phận bên ngoài khỏi sự xuống cấp do tia cực tím gây ra, các chất phụ gia này giúp duy trì tính toàn vẹn về cấu trúc của xe, cuối cùng là kéo dài tuổi thọ của xe và giảm nhu cầu sửa chữa hoặc thay thế thường xuyên.

B. Nông nghiệp

Chất phụ gia ổn định tia UV được sử dụng trong sản xuất màng nông nghiệp. Các chất phụ gia ổn định tia cực tím được thêm vào các màng này để bảo vệ chúng khỏi tác hại của bức xạ tia cực tím, đảm bảo chúng duy trì hiệu quả trong thời gian dài hơn. Điều này làm giảm nhu cầu thay thế thường xuyên, tiết kiệm thời gian và tiền bạc cho nông dân.

Bên cạnh đó, nó còn bảo vệ cây trồng khỏi tác hại của bức xạ tia cực tím. Bức xạ tia cực tím có thể gây tổn hại cho tế bào thực vật, dẫn đến giảm sự tăng trưởng và năng suất.

C. Vật liệu xây dựng

Các chất phụ gia ổn định tia cực tím đặc biệt quan trọng đối với các ứng dụng xây dựng ngoài trời, nơi vật liệu thường xuyên tiếp xúc với ánh sáng mặt trời. Nếu không có khả năng chống tia cực tím thích hợp, các vật liệu như ống nhựa, tấm lợp có thể trở nên giòn, mất màu, dễ bị nứt và xuống cấp.

Ngoài việc bảo vệ vật liệu, chất phụ gia ổn định tia cực tím còn giúp duy trì tính thẩm mỹ của sản phẩm xây dựng. Bằng cách ngăn chặn sự phai màu và suy thoái bề mặt, các chất phụ gia này đảm bảo rằng vật liệu giữ được hình dáng và hiệu suất ban đầu theo thời gian.

Bằng cách kết hợp các chất phụ gia này vào vật liệu xây dựng, các nhà xây dựng và nhà sản xuất có thể cung cấp các sản phẩm bền hơn và đáng tin cậy hơn, kéo dài tuổi thọ của công trình.

Công ty TNHH Nhựa CPI Việt Nam là nhà sản xuất trực tiếp các sản phẩm phụ gia nhựa Masterbatch lớn nhất tại Việt Nam. Vì vậy Nhựa CPI là lựa chọn hàng đầu cho các nhà máy sản xuất cần sự ổn định về sản lượng cũng như chất lượng, nhằm đáp ứng đủ nhu cầu sản xuất và xuất khẩu của các Quý khách hàng.

(Tham khảo sản phẩm tại đây: Hạt phụ gia chống tia UV)