Фотодеңдеу - Photodegradation

Фотодеңдеу - бұл материалдардың жарыққа өзгеруі. Әдетте, бұл термин біріктірілген әрекетті білдіреді күн сәулесі және ауа. Фотодиссервация әдетте тотығу және гидролиз. Суреттер мен басқа артефактілерді бұзатындықтан, көбінесе фотодеграцияны болдырмайды. Бұл биомассаның реминерализациясына ішінара жауап береді және кейбір дезинфекциялау технологияларында әдейі қолданылады. Фотодиссертация материалдардың қалай ескіруі немесе тозуы мүмкін екендігіне қолданылмайды инфрақызыл жарық немесе жылу, бірақ деградацияны барлық қамтиды ультрафиолет жеңіл толқын жолақтары.

Жаяу серуендеу жолына жақын орналасқан фотодренаждалған полиэтилен пакеті. Шамамен. 2000 дана 1-ден 25 мм-ге дейін, ашық ауада үш айлық экспозиция.

Қолданбалар

Азық-түлік тауарлары

Тағамдарды фотодеграциялардан қорғау өте маңызды. Кейбір қоректік заттар, мысалы, күн сәулесінің әсерінен деградацияға ұшырайды. Жағдайда сыра, Ультрафиолет сәулеленуі хоптың ащы қосылыстарының 3-метил-2-бутен-1-тиолға дейін ыдырауына әкелетін процесті тудырады, сондықтан оның дәмін өзгертеді. Кәріптас түсті әйнек ультрафиолет сәулелерін сіңіру қабілетіне ие болғандықтан, бұл процестің алдын алу үшін сыра бөтелкелері көбінесе осындай әйнектен жасалады.

Бояулар, сия және бояғыштар

Органикалық болып табылатын бояулар, сиялар мен бояғыштар фотодеграцияларға бейім емеске қарағанда сезімтал. Керамика материалдың түстерін сақтай отырып, мейлінше тынымсыз жағдайларда фотодеградацияға қарсы тұру үшін органикалық емес материалдармен әшекейленген.

Пестицидтер мен гербицидтер

Пестицидтердің фотодеградациясы ауылшаруашылығының ауқымы мен химиялық заттарды қарқынды қолданумен байланысты үлкен қызығушылық тудырады. Пестицидтер биоцидтік белсенділікті қамтамасыз ету үшін күн сәулесінің әсерінен тез фотосуретке түспеу үшін ішінара таңдалады. Осылайша, фотоденсибилизаторларды, фотокатализаторларды қолдануды қоса алғанда, олардың фотодеградациясын жақсарту үшін қосымша әдістер іске асырылады (мысалы, титан диоксиді ) сияқты реактивтер қосылады сутегі асқын тотығы бұл пестицидтерге әсер ететін гидроксил радикалдарын тудырады.[1]

Фармацевтика

Фармацевтикалық препараттардың фотодеградациясы қызығушылық тудырады, өйткені олар көптеген сумен жабдықтауда. Олар су организмдеріне зиянды әсер етеді, соның ішінде уыттылық, эндокриндік бұзылулар, генетикалық зақым.[2] Сонымен қатар, бастапқы орауышта фармацевтикалық препараттардың фотодеграциясын болдырмауға тура келеді. Ол үшін кәріптас көзілдірік ұнайды Фиолакс фармакологияны ультрафиолет сәулелерінен қорғау үшін кәріптас және Corning 51-L әдетте қолданылады. Йод (түрінде Люголь шешімі ) және коллоидтық күміс деградацияға жол бермеу үшін өте аз ультрафиолет сәулесін жіберетін орамдарда әмбебап қолданылады.

Полимерлер

Ультрафиолет әсерінің әсері полипропилен арқан

Шабуылға болатын жалпы синтетикалық полимерлерге мыналар жатады полипропилен және LDPE, қайда үшінші көміртегі олардың тізбекті құрылымдарындағы байланыстар шабуыл орталықтары болып табылады. Ультрафиолет сәулелері осы байланыстармен әрекеттесіп түзіледі бос радикалдар, содан кейін одан әрі қарай әрекет етеді оттегі атмосферада шығарады карбонил негізгі тізбектегі топтар. Содан кейін өнімдердің ашық беттері бояуы өзгеріп, жарылып кетуі мүмкін, ал төтенше жағдайда өнімнің толық ыдырауы мүмкін.

Сияқты талшық өнімдерінде арқан сыртқы қолданбаларда пайдаланылатын болса, өнімнің қызмет ету мерзімі аз болады, себебі сыртқы талшықтар алдымен шабуылға ұшырайды және оңай зақымдалады қажалу Мысалға. Арқанның түсі өзгеруі де мүмкін, осылайша проблема туралы алдын-ала ескертеді.

Сияқты ультрафиолет сіңіретін топтарға ие полимерлер хош иісті сақиналар ультрафиолеттің деградациясына сезімтал болуы мүмкін. Арамид сияқты талшықтар Кевлар мысалы, ультрафиолетке өте сезімтал және оларды күн сәулесінің зиянды әсерінен қорғау керек.

Механизм

Бірнеше жыл бойы ашық аспан астындағы гүл өсіретін ыдыс ретінде пайдаланылған пластикалық шелектің фотодеградациясы

Көптеген органикалық химиялық заттар оттегінің қатысуымен термодинамикалық тұрақсыз; алайда олардың өздігінен тотығу жылдамдығы бөлме температурасында баяу жүреді. Физикалық химия тілінде мұндай реакциялар кинетикалық тұрғыдан шектеулі. Бұл кинетикалық тұрақтылық қоршаған ортада күрделі экологиялық құрылымдардың жинақталуына мүмкіндік береді. Жарықты сіңіргенде үштік оттегі айналады жалғыз оттегі, спиннің рұқсат етілген тотығуларына әсер ететін газдың жоғары реактивті түрі. Атмосферада органикалық қосылыстар ыдырайды гидроксил радикалдары олар судан және озоннан өндіріледі.[3]

Фотохимиялық реакциялар фотонның жұтылуынан басталады, әдетте толқын ұзындығы 290–700 нм аралығында (Жер бетінде). Сіңірілген фотонның энергиясы молекуладағы электрондарға ауысады және олардың конфигурациясын қысқаша өзгертеді (яғни, молекуланы а негізгі күй дейін қозған күй ). Қозған күй жаңа молекула дегенді білдіреді. Көбінесе қозған күй молекулалары О қатысуымен кинетикалық тұрақты болмайды2 немесе H2O және өздігінен ыдырауы мүмкін (тотығу немесе гидролиз ). Кейде молекулалар ыдырап, жоғары энергияны, айналасындағы басқа молекулалармен әрекеттесе алатын тұрақсыз фрагменттерді шығарады. Екі процесті жиынтықта тікелей фотолиз немесе жанама деп атайды фотолиз және екі механизм де ластаушы заттарды жоюға ықпал етеді.

Пластмассаны фотодеградацияға сынауға арналған Америка Құрама Штаттарының федералды стандарты - 40 CFR Ch. I (7–1–03 шығарылым) 238 БӨЛІМ

Фотодеградациядан қорғау

Пластмассалар мен басқа материалдардың фотоградациялануын тежеуге болады полимерлі тұрақтандырғыштар, олар кеңінен қолданылады. Бұл қоспалар құрамына кіреді антиоксиданттар, деградация процестерін тоқтататын. Әдеттегі антиоксиданттар туынды болып табылады анилин. Қоспаның тағы бір түрі - ультрафиолетпен сіңіргіштер. Бұл агенттер фотонды ұстап, оны жылуға айналдырады. Әдеттегі ультрафиолет сіңіргіштері гидрокси-алмастырылған бензофенондар, қолданылатын химиялық заттарға қатысты күннен қорғайтын крем.[4]

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ Берроуз, Х.Д .; Канл Л, М .; Сантабалла, Дж .; Стинкен, С. (маусым 2002). «Пестицидтердің реакция жолдары мен фотодеградация механизмдері». Фотохимия және фотобиология журналы В: Биология. 67 (2): 71–108. дои:10.1016 / S1011-1344 (02) 00277-4. hdl:10316/5187. PMID  12031810.
  2. ^ Борин, Анн Л.; Арнольд, Уильям А .; МакНилл, Кристофер (1 желтоқсан 2003). «Су ортасындағы фармацевтикалық препараттардың фотодиссертациясы: шолу». Су ғылымдары. 65 (4): 320–341. дои:10.1007 / s00027-003-0672-7.
  3. ^ Вальтер Симмлер «Ауа, 6. Фотохимиялық ыдырау» Ульманның өнеркәсіптік химия энциклопедиясында 2011, Вили-ВЧ, Вайнхайм.
  4. ^ Райнер Вулф, Банси Лал Каул «Пластмассалар, қоспалар» Ульманның Энциклопедиясындағы Өнеркәсіптік Химия 2000, Вили-ВЧ, Вайнхайм.

Дереккөздер

  • Кастелл, БК; Гомес-Л, МДж; Миранда, MA; Morera, IM (2008), «Ибупрофеннің фотолитикалық деградациясы. Фибробласттар мен эритроциттердегі оқшауланған фотопродукциялардың уыттылығы», Фотохимия және фотобиология, 46 (6): 991–96, дои:10.1111 / j.1751-1097.1987.tb04882.x, PMID  3438349
  • Сальгадо, Р; Перейра, ВД; Карвальо, Дж; Соейро, Р; Гаффни, V; Альмейда, С; Вале Кардосо, V; Феррейра, Е; Бенолиэль, МДж; Тернес, Таиланд; Охмен, А; Рейс, МАМ; Noronha, JP (2013), «Кетопрофеннің, диклофенактың және атенололдың фотодеграциялық кинетикасы және трансформациясының өнімдері таза суда және тазартылған сарқынды суларда», Қауіпті материалдар журналы, 244-245: 516–52, дои:10.1016 / j.jhazmat.2012.10.039, PMID  23177274
  • Boltres, Bettine, «Шыны фармаға кездескенде», ECV Editio Cantor, 2015, ISBN  978-3-87193-432-2