Stabilisateurs UV et mélanges-maîtres UV
Des stabilisants à la lumière peuvent être ajoutés aux plastiques pour les protéger de la dégradation lorsqu'ils sont exposés au soleil et aux intempéries. Les polyoléfines sont susceptibles d'être attaquées par la lumière UV, l'oxygène, l'humidité et la chaleur, ce qui peut entraîner une fragilisation du polymère, des fissures de surface, des changements de couleur et une défaillance du produit.
Le processus de photodégradation implique deux processus distincts. La première est la photolyse, où le rayonnement UV est absorbé et des radicaux libres se forment en raison de la rupture des liaisons moléculaires du polymère. La seconde est l'auto-oxydation, qui implique la réaction des radicaux libres formés lors de la photolyse avec l'oxygène pour former des radicaux peroxyle. Ce nouveau radical libre attaque alors le squelette du polymère, produisant un autre radical libre. Au fur et à mesure que le processus progresse, de plus en plus de radicaux libres se forment et de plus en plus de molécules de polymère sont oxydées. Le cycle d'auto-oxydation est illustré dans la figure ci-dessous.
Les photostabilisants pour polyoléfines sont principalement divisés en trois catégories.
Absorbeurs d'UV : Des exemples typiques sont les benzophénones et les benzotriazoles. Ce sont des stabilisants efficaces et peu coûteux qui agissent en absorbant la lumière UV. Ils sont efficaces pour les expositions de courte durée.
Nickel Quencher : Agent de transfert d'énergie qui agit en "trempant" l'état excité du groupe carbonyle formé lors de la photooxydation et par décomposition des hydroperoxydes. Ces types de stabilisants ne sont pas largement utilisés car ils contiennent des métaux lourds, confèrent une couleur au produit final et ne sont pas aussi efficaces que les HALS discutés dans le paragraphe suivant.
Stabilisateurs de lumière à amine encombrée (HALS) : Les stabilisants de lumière les plus efficaces pour les polyoléfines. Disponible dans une large gamme de poids moléculaires et de structures pour s'adapter à pratiquement toutes les applications. Ils peuvent également être utilisés comme stabilisants thermiques à long terme (HATS). Ils agissent en « piégeant » les radicaux libres formés lors de la photooxydation. Étant donné que les trois types de stabilisants agissent par des mécanismes différents, ils sont souvent utilisés en combinaison pour créer un effet synergique. Par exemple, les HALS sont souvent utilisés avec des benzotriazoles pour minimiser le changement de couleur dans les systèmes de coloration. Tous les stabilisants ci-dessus fonctionneront plus efficacement en présence d'un ensemble de stabilisation de base approprié comprenant des antioxydants primaires et secondaires et un neutralisant de catalyseur résiduel.
Il est important de noter que les spécifications du produit, l'emplacement géographique et l'environnement chimique d'exposition sont des facteurs clés pour déterminer la quantité de stabilisant requise pour une application particulière.
