UV/LIGHT – STABILIZER

Radiasi Sinar UV

Sinar UV merupakan salah satu dari spektrum elektromagnetik. Sinar UV mempunyai energi

yang lebih besar dibandingkan dengan sinar tampak (Vis).

The complexity of the effects can be seen in a global plot of UV levels – dark green being

the highest

Interaksi Sinar UV dengan Polimer

- Semua tipe sinar UV dapat menyebabkan efek foto kimia dalam struktur polimer à

Degradasi

- Reaksi yang timbul akibat sinar UV dan Oksigen à Proses photo oxidation

Kerusakan plastik karena photo-oxidation:

- Perubahan warna

- Rusaknya permukaan (surface cracking)

- Berkurangnya flexibilitas

- Berkurangnya sifat gloss

- Berubahnya sifat-sifat elektrik

Fungsi UV-Stabilizer:

Melindungi polimer dari radiasi sinar UV atau sinar lain yang dapat menyebabkan polimer

terdegradasi

Makin pendek panjang gelombang, makin besar kerusakan yang dapat ditimbulkan, karena

energi radiasi yang dihasilkan pun semakin besar

Daftar Panjang Gelombang , energi radiasi yang ditimbulkan dan energi ikat pada

beberapa jenis ikatan

Retype dari table 2.5 “ Plastic Additive Handbook”

Light - Stabilizer

Konsumsi Light Stabilizer pada major termoplastik

Indikasi kerusakan plastik karena photo- oxidation:

- Perubahan warna

- Berkurangnya flexibilitas

- Berkurangnya sifat gloss

Mekanisme Stabilisasi Sinar UV

- Penyerapan sinar UV

- Quencher

- Dekomposisi senyawa Hydroperoxid

Sinar UV mengaktifkan senyawa hydroperoxid. HP- decomposer menguraikan HP

menjadi senyawa yang tidak aktif

- Free radical Scavenging

Penyerapan Sinar UV

Menyerap sinar UV dan mengubahnya ke dalam energi panas.

UV-Absorber yang banyak digunakan adalah hydroxy Benzo-phenone dan hydroxyphenyl-

Benzotriazol

(aman, murah, tdk berwarna)

Sinar UV yang diserap sebanding dengan konsentrasi UV-absorber (hukum lambert). Untuk

mendapatkan efek optimal konsentrasinya harus tinggi atau ketebalan polimer cukup. Oleh

karena itu UV-absorber tidak efektif jika digunakan untuk film tipis (kemasan makanan)

UV absorber

Transfer proton pada 2-hidroksibenzophenon

Quenchers

Mengambil energi yang telah diserap sebelumnya oleh gugus chromophore. ( tidak langsung

menyerap UV )

exp: special nickel-phenolates

Gugus Kromofor adalah gugus fungsi yang menyerap atau mengabsorbsi radiasi

elektromagnetik di daerah panjang gelombang ultraviolet dan daerah cahaya tampak. Contoh

kromofor: C=O, C=C, N=N dan NO2.

Free radical Scavenger

Bereaksi dengan radikal alkil yang terdapat bebas dalam polimer

Light-Stabilizer yang banyak digunakan :

- Hydroxy – Benzophenones

- Hydroxyphenil – Benzotriazoles

- Organic Nickel Compound

- Hindered Amine Light Stabilizers ( HALS )

H A L S

Mekanisme Reaksi HALS ( 1 ) :

Reaksi dengan nitroxyl radikal, menonaktifkan alkil radikal dengan membentuk hydroxyl

amine ether derivatives

Mekanisme Reaksi HALS ( 2 ) :

Deceleration of the oxidative chain scission by inactivation of peroxy radical

Contoh pemakaian UV stabilizer pada botol PET:

Persentase transmisi sinar UV pada panjang gelombang 340-380 adalah 0%

Sumber: SpecialChem.com

Aplikasi dalam termoplastik (dunia, 1994)

- HALS (Hindered Amine Light Stabilizer) : 44 %

- Benzotriazoles : 29 %

- Benzophenones : 18 %

- Others : 9%

Pengujian UV Stabilizer

Artificial Weathering :

1. QUV

2. Xenon

Natural Weathering : Uji Outdoor

Metoda pengujian stabilitas Polimer : sifat bahan untuk prosessing (Resin)

- Viscosity

- Low shear/high shear viscosity (η)

- Solution viscosity

- Dynamic modulus

- Storage modulus

- Loss modulus

- GPC (Mw, Mn, Mz, polydispersity)

- Color (YI)

- MFR

Metoda pengujian stabilitas Polimer:Kestabilan akan panas jangka panjang

Oven aging

- Tensile test

- Tensile strength

- Elongation at break

Impact test

- Tensile impact test

- Charpy impact test

- Izod impact test

Optical properties

- Color (YI)

- Gloss

- Haze

Surface properties

- Surface roughness

- Craze formation (microscope)

Oxygen uptake

Oxygen induction time (OIT)

Carbonyl Index

GPC

- Mw, Mn, Mz, polydispers

Weight loss (TGA)

Representative UV Absorbers

UV Energy Quenchers