Porovnanie chemických opaľovacích prípravkov a fyzikálnych opaľovacích prípravkov

Ultrafialový absorbér je obvykle organická zlúčenina s aromatickou štruktúrou alebo chromoforovou štruktúrou. Hlavným mechanizmom pôsobenia UV absorbéra je použitie uzavretého konjugátového systému a spoliehanie sa na π-π * prechod na absorpciu fotónov, keď sú dva π molekulárne orbitaly dosť blízko, generujú sa dva degenerované molekulárne orbitaly, jeden s vysokou energiou a jeden s nízkou energiou. Všeobecne je absorbér fotostabilný a energia po absorbovaní fotónov môže generovať rezonančné kvantum (hlavne) prostredníctvom molekulárnej rezonancie alebo uvoľnenia fluorescenciou a fosforescenciou a reverzibilná izomerizácia molekuly mení absorbér z excitovaného stavu do ustáleného stavu.

Molekulárna štruktúra DHHB má dokonalý rezonančný a vodíkový iónový prenosový efekt. Keď molekuly DHHB absorbujú ultrafialové svetlo, energia sa absorbuje zmenou štruktúry benzénového kruhu a susedných vodíkových iónov v molekule a celá molekulárna štruktúra sa dočasne zmení. Keď molekula pomaly uvoľňuje energiu, molekulárna štruktúra DHHB sa vracia do pôvodného stavu.

Schéma fyzického rozptylu slnečného žiarenia

Oxid titaničitý a oxid zinočnatý sú dva schválené materiály na ochranu pred slnečným žiarením. Použitie týchto fyzikálnych krémov na ochranu proti slnečnému žiareniu je primárne absorpciou na utlmenie UV lúčov a je prekrývané určitým rozptylom. Ako kryštály malých častíc (10 - 100 nm) sú tieto materiály polovodiče, ktoré majú medzi pásmom valencie a vodivým pásom energiu s veľkou medzerou v pásme. Pásová medzera sypkého kryštálu je v rozsahu energie zodpovedajúcej vlnovej dĺžke medzi 380 a 420 nm. Čím menšie sú primárne častice, tým vyššia je energia pásovej medzery a absorpcia ultrafialového svetla zvýšením elektrónov z valencie do vodivého pásu.

Obe tieto zložky sú v podstate polovodiče. Ako príklad je možné uviesť oxid titaničitý, ktorý je nadšený ultrafialovými lúčmi a je polovodičom typu N. Keď je ožiarené ultrafialové svetlo s vlnovou dĺžkou menej ako 400 nm, elektróny na medzivrstve absorbujú ultrafialové lúče a sú excitované, aby generovali elektrónové diery, takže oxid titaničitý má funkciu absorbovať ultrafialové lúče.

Kedy potom dochádza k fyzikálnemu opaľovaniu oxidu titaničitého, ak je absorbovaný v opaľovacom produkte, kedy účinkuje ako rozptyľovací efekt? Súvisí to s veľkosťou častíc. Pokusy ukázali, že čím dlhšia je vlnová dĺžka ultrafialového svetla, tienenie oxidu titaničitého závisí od jeho absorpcie. Je možné si teda predstaviť, že v pásme UVB je oxid titaničitý hlavne absorpcia, zatiaľ čo v pásme UVA je rozptyl hlavne oxid titaničitý. Preto na dosiahnutie širokého rozsahu ochrany pred UV žiarením je potrebná absorpcia aj rozptyl, takže existuje optimálna veľkosť primárnych častíc oxidu titaničitého, nie čo najmenšia. Pokiaľ ide o aglomeráciu oxidu titaničitého, všeobecne sa predpokladá, že optimálna veľkosť častíc oxidu titaničitého chrániaceho pred ultrafialovým žiarením je 20 až 50 nm. Veľkosť častíc je samozrejme iba indikátorom fyzikálneho opaľovacieho prípravku, ktorý je potrebný pri vývoji opaľovacích prípravkov, a je potrebné zohľadniť mnohé technické ukazovatele.