Günümüzde endüstride en yaygın ve etkili yöntem, plastik hammaddelerin işlenmesi aşamasında çeşitli ışık stabilizatörlerinin eklenmesidir. Plastiği farklı mekanizmalarla korurlar.
UV Emici (UVA): Bu tür katkı maddesi bir "enerji dönüştürücü" gibi davranarak zararlı UV radyasyonunu seçici olarak emer ve onu zararsız ısıya dönüştürür. Yaygın türler arasında benzofenonlar (örneğin UV-531), benzotriazoller (örneğin Tinuvin 326) ve triazinler (örneğin UV-1577) yer alır.
Engellenmiş Amin Işık Stabilizatörü (HALS): UVA'dan farklı olarak HALS, UV ışığını doğrudan emmez ancak "serbest radikal temizleyici" rolünü oynar, fotodegradasyon sırasında oluşan serbest radikalleri yakalayıp nötralize eder, böylece zincir reaksiyonunu kaynağında sonlandırır. Daha iyi sonuçlar için sıklıkla UVA ile sinerjistik olarak kullanılır. Tipik ürünler arasında UV-770, Chimassorb 944 vb. bulunur.
Işık Kalkanı: UV ışığını emen veya yansıtan maddelerin eklenmesiyle elde edilen fiziksel bir koruma yöntemidir. Karbon siyahı en yaygın, en düşük-maliyetli ve son derece etkili ışık koruyucudur ve UV ışınlarını verimli bir şekilde engeller. TiO₂ (titanyum dioksit) ve ZnO (çinko oksit) gibi beyaz pigmentler de bu amaçla sıklıkla kullanılır.
Diğer yardımcı stabilizatörler: Antioksidanlar, termal oksidatif bozulmayı etkili bir şekilde önler ve UVA ve HALS ile birlikte kullanıldığında daha kapsamlı bir stabilizasyon sistemi oluşturur. Bazı durumlarda söndürücüler gibi diğer stabilizatör türleri de kullanılır.
Bunları nasıl seçip ekleyebiliriz?
Sinerji çok önemlidir: Uygulamada, ışık stabilizatörlerini farklı mekanizmalarla birleştirmek, genellikle tek bir katkı maddesi kullanmaktan çok daha iyi sonuçlar verir. Örneğin, bir UV emici (UVA) ve engellenmiş bir amin ışık stabilizatörünün (HALS) kombinasyonu, hem içeride hem de dışarıda optimum koruma sağlar.
Dozaj ve işleme: İlave seviyeleri genellikle düşüktür. Örneğin ABS için UV emici içeriği tipik olarak %0,1-0,5 arasındadır, hava koşullarına dayanıklı katkı maddelerinin toplam miktarı ise genellikle %3-5'tir. Ayrıca kolay ve düzgün dağılım için masterbatch formunda da eklenebilmektedir. İşleme sırasında, katkı maddelerinin ayrışmasını ve etkisiz hale gelmesini önlemek için işleme sıcaklığının sıkı kontrolü gerekir.
Katkı maddesi eklemenin ötesinde, plastiklere UV direnci kazandırmak için başka yaklaşımlar da vardır:
Sonradan şekillendirme kaplamaları: Kalıplanmış plastik tabakanın yüzeyine, PC şeffaf parçaları için organik-inorganik silika/titanya (TiO₂) nano-çok katmanlı filmler veya nano-seramik kaplamalar gibi UV'ye dayanıklı bir kaplamanın uygulanması.
İnorganik nanoparçacık modifikasyonu: Nano boyutlu inorganik parçacıkların (örneğin, nano‑ZnO, TiO₂/SiO₂ kompozit sistemler) plastik matris içinde eşit şekilde dağıtılması, malzemenin UV direncini de önemli ölçüde artırabilir.
Doğası gereği UV'ye dayanıklı malzemelerin seçilmesi: Koşullar izin veriyorsa, doğası gereği UV'ye dayanıklı plastiklerin seçilmesi en iyi seçenektir. Örneğin, PTFE ve PVDF, ASA (akrilonitril‑stiren‑akrilat kopolimer) ve PMMA (akrilik) gibi floropolimerlerin tümü iyi hava koşullarına dayanıklılığa sahiptir.
Malzeme modifikasyonu: Eğer temel malzemeniz ABS ise, ASA reçinesini ABS ile karıştırmayı düşünebilirsiniz. ASA, UV'ye duyarlı bütadien kauçuğun hava koşullarına mükemmel dayanıklılığa sahip akrilat kauçuğun değiştirildiği ABS'nin "yükseltilmiş" bir versiyonu olarak kabul edilebilir. Sonuç olarak, ASA doğası gereği hava şartlarına karşı üstün dayanıklılığa sahiptir ve genellikle uzun süreli dış mekan hizmeti gerektiren ürünlerde kullanılır; Hava koşullarına dayanıklılığı ABS'ninkinden 10 kat daha iyi olabilir.
ABS levhalarla çalışırken formülasyon sistemine özel dikkat gösterilmelidir. UV emicileri ABS reçinesinde antioksidanlar ve nano‑ZnO veya TiO₂ gibi inorganik parçacıklarla birleştirmenin, malzemenin UV yaşlanma direncini iyileştirmede önemli bir sinerjistik etki sağladığı kanıtlanmıştır.
