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Alterung von Polystyrol

Lichtschutzmittel

Dem Kunststoff beigemischte Lichtschutzmittel sollen photochemische Alterungsprozesse verzögern.

Die Wirkungsweise dieser Zusätze zeigt das folgende Schema.

Abb.1
Wirkungsweise von Lichtschutzmitteln

Der Mechanismus der Materialschädigung beginnt mit der Absorption eines Lichtquants durch ein Molekül X, z.B. eine Verunreinigung. X geht dabei in einen elektronisch angeregten Zustand über. Das angeregte Molekül X* besitzt genügend Energie, um mit einem Nachbarmolekül zu reagieren, oder es zerfällt. Dabei entstehen z.B. Radikale Z. Diese Radikale können sich mit H-Atomen organischer Verbindungen RH absättigen, wobei ein Radikal R entsteht. Häufig ist X* bereits selbst ein Radikal, z.B. ein Biradikal in einem Triplett-Zustand, das direkt organische Verbindungen angreifen kann. X* kann seine Energie auch auf ein anderes Molekül übertragen, z.B. auf ein Sauerstoffmolekül. O2 kann dabei vom Triplett-Zustand in einen Singulett-Zustand übergehen. Solcher Singulett-Sauerstoff 1O2 ist sehr reaktionsfähig. Mit organischen Verbindungen reagiert er im Allgemeinen unter Bildung von Hydroperoxiden und Peroxiden.

Lichtschutzmittel greifen je nach Wirkungsweise an verschiedenen Stellen in das Reaktionsgeschehen ein.

  • UV-absorbierende Substanzen schützen durch Absorption das darunter liegende Material.
  • Radikalfänger überführen Radikale in inaktive Spezies.
  • Peroxid-Desaktivatoren zersetzen Peroxide.
  • Quencher übernehmen elektronische Anregungsenergie und wandeln diese in Wärme oder Licht um.
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