介绍
紫外线吸收剂UV571属于苯并三唑类紫外线吸收剂,外观为黄色粘稠液体,分子式为C₂₅H₃₅N₃O,分子结构以苯并三唑环为核心,一端连接含十二烷基的酚羟基结构,形成三维架构。在290~400nm紫外线波段有强吸收,最大吸收峰位于303nm和343nm。热稳定性好,450nm透光率≥90%,500nm透光率≥95%,添加后不易影响基材透明度。且符合欧盟REACH法规,低毒无迁移,具备环保优势。

图一 紫外线吸收剂UV571
紫外线吸收机制
紫外线吸收剂UV571的吸收机制本质是光物理转化过程,通过分子内特定基团的协同作用,将有害紫外光能转化为无害热能释放,核心路径为激发态分子内质子转移(ESIPT),具体可分为三个阶段,且其分子结构对该机制形成显著强化。
ESIPT光物理转化
紫外线吸收剂UV571分子中的苯并三唑环是核心吸光基团,其共轭π电子体系能高效捕获290~400nm的紫外光,该波段为导致高分子材料光降解的主要紫外区域,使分子从基态跃迁至激发单线态。处于激发态的分子发生构象重排,酚羟基上的氢原子通过分子内氢键转移至苯并三唑环的氮原子上,形成不稳定的烯醇式异构体(激发态)。将紫外光的电磁能转化为分子内的化学势能。不稳定的烯醇式异构体通过分子振动、旋转等方式将多余能量以热能形式释放到环境中,随后恢复为稳定的酮式结构并回归基态,完成一次"吸收-转化-回归"的循环,且该过程可重复进行,实现持续的紫外线拦截[1]。

图二 紫外线吸收剂UV571的吸收机制
分子结构的强化作用
紫外线吸收剂UV571的苯并三唑环与酚羟基形成的共轭体系扩大了π电子云范围,提升了紫外光捕获效率。6位的十二烷基侧链不仅增强了与非极性高分子基材的相容性,更通过空间位阻效应抑制了分子间聚集,避免吸收效率下降。4位甲基则通过电子效应调节分子能级,使吸收峰与有害紫外波段高度匹配。此外,液态特性使UV571在基材中分散更均匀,确保每一个分子都能高效参与紫外线吸收过程[2]。
参考文献
[1]洛阳科博思新材料科技有限公司.一种大厚度纤维增强聚氨酯泡沫合成轨枕用树脂制备方法:202010053078.5[P].2021-07-20.
[2]中国蓝星(集团)股份有限公司,蓝星(北京)化工机械有限公司.提高纤维增强树脂基复合材料耐候性的组合物及其应用:201410397294.6[P].2016-03-30.