Фотодеструкция полиуретанов

Под воздействием света в полиуретанах протекает фотохимическая деструкция. При этом молекулы возбуждаются в результате поглощения кванта света, причем количество поглощенной энергии прямо пропорционально частоте колебаний световой волны. При фотолизе полиуретанов на основе толуилендиизоцианата и этиленгликоля, образуются газообразные продукты, в которых обнаружены СO₂, CH₂O, CO, HCN, СН₄, Н₂. Выделение СО и СO₂ при фотолизе полиуретанов происходит в результате разрыва азот-углеродной связи и сопровождается образованием свободных радикалов.

По стойкости к фотоокислению полиуретаны укладываются в следующий ряд: полиуретаны на основе 4,4′-дифенилметандиизоцианата > полиуретаны на основе 2,4-толуилендиизоцианата > полиуретаны на основе гексаметилендиизоцианата.

Механизм фотодеструкции может быть представлен следующей схемой. При поглощении молекулой кванта света происходит разрыв связи уретановой группы с образованием радикалов:

(1)

и

(2)

Распад радикала (2) приводит к выделению СO₂ и образованию радикала

(3)

Разрыв основной цепи по связи приводит к образованию радикалов:

(4)

и

(5)

Распад радикала (4) приводит к образованию и СО, при распаде радикала (5) образуются СН₂О и СН^·₂.

При фотоокислении полиуретанов процессы структурирования и деструкции могут протекать одновременно.

Для повышения стойкости к свету полиуретановых покрытий искусственных кож рекомендуется применять комбинации ультрафиолетовых абсорберов и антиоксидантов. В качестве ультрафиолетовых абсорберов рекомендуются бензотриазолы и бензофеноны. Из бензофенонов наиболее предпочтительно использовать 2,2′-дигидроокси-4,4′-метоксибензофеноны.

Американская фирма "Б. Ф. Гудрич", например, для стабилизации эстана 5707 Ф-1, применяемого в производстве покрытий искусственных кож, рекомендует использовать бензотриазолы в сочетании с антиоксидантами (ирганоксами).

Эффективно проявляет себя следующая синергическая смесь стабилизаторов в расчете на эластомер:

фотостабилизаторы: 0,5-1%, тинувина П [(2′-окси-3-трет-бутил-5-метилфенил) бензотриазол]; 0,5% тинувина 328 [2(2′-окси-3,5-диизоамил) бензотриазол];

антиоксидант: 1% ирганокса 1010 (пентаэритритовый эфир 3,5-ди-трет-бутил-4-оксифенилпропионовой кислоты).

Эти стабилизаторы хорошо совмещаются с полиуретанами. Другие виды подобных стабилизаторов, производимых фирмой "Циба", такие как ирганокс 1076, тинувин 326, тинувин 320 и тинувин 327, с трудом совмещаются с термопластичными полиуретанами.