578 JOURNAL OF THE SOCIETY OF COSMETIC CHEMISTS iiber. Die eine besagte, dab durch Zusammenwirken yon Lichtenergie und Sauer- stoff aus der Luft Wasserstoffperoxyd gebildet wiirde, das dann den weiteren Abbau verursacht. Die zweite Hypothese besagte, dab Lichtschiiden auf einem rein fotolytischen Effekt beruhten. Wie so hiiufig bei derartigen Arbeits- hypothesen zeigte sich, dab die Wahrheit in der Mitre liegt, d. h. beide Auf- fassungen ihre Berechtigung haben. LAUNER und WILSON untersuchten 1949 Viskosefolien unter Ultravioletteinwirkung einmal mit und einmal ohne Wasser und Sauerstoff (3). Nach diesen Forschungen liiBt sich der Giiltigkeitsbereich der oben geschilderten Auffassungen durch die Wellenliinge etwa abgrenzen. Auf den ersten Blick erscheint es iiberraschend, dab gerade das UV-Licht, das nur etwa 5 % an der Gesamtstrahlung des Sonnenlichtes ausmacht, an der Licht- schiidigung so maBgeblich beteiligt sein soll. Eine einfache und einleuchtende Erkliirung findet man in den Aussagen der Quantentheorie. Licht kann nur in diskreten Energiebetriigen, sog. Quanten oder mehrfachen dayon, erzeugt oder vernichtet werden. Die Energie der Photonen ist abhiingig yon der Art der entsprechenden Wellen. Nach dem Grundgesetz der Fotochemie kann Strahlungsenergie nur dann auf einen Stoff einwirken, wenn dieser auch dazu befiihigt ist, sie zu absorbieren. Die Absorption erfolgt dabei stets in einzelnen Lichtquanten, den Photonen, durch einzelne Molekiile. SIPPEL (4) stellte grundlegende Untersuchungen iiber die energetischen Vorgiinge bei der Lichteinwirkung an und fand: Sofern die Wellen- liinge des eingestrahlten Lichtes kurz genug ist, z. B. 310 m•t, was einer Energie yon etwa 92 kcal./Mol. entspricht, kann der Energiebetrag der Photonen allein zur Spaltung yon Makromolekiilen ausreichen, unabhiingig yon der Temperatur und vom Sauerstoff- und Wassergehalt der Luft. Ist die Wellenliinge jedoch zu groB, z. B. 388 m•t, entsprechend 74 kcal./Mol., so sind fiir die Geschwindigkeit und das AusmaB der ZerstiSrung die Temperatur, der Sauerstoff- und Wasser- gehalt der umgebenden Luft bestimmend. Hier wirkt chemische Energie durch hydrolytische und oxydative Vorgiinge am Abbau mit. Der Schwerpunkt der Lichtschiidigung liegt bei etwa 360 m•t, das bedeutet, dab der EinfiuB yon Wasserdampf und Sauerstoff recht erheblich ist und Fensterscheiben fiir Flaschen, Beutel und anderes Verpackungsmaterial aus Kunststoff keinen ausreichenden Schutz gewlihren, da sie yon dieser Strahlung nahezu 90 ø/0 durchlassen. UV-Absorber in Polymeren Die Polymeren, die durch UV-Absorber stabilisiert werden sollen, sind hiiufig farblos und transparent. Diese Stoffe absorbieren im langwelligen UV-Bereich nur einen geringen Strahlungsanteil. Setzt man solchem Material Molekiile mit einem hohen UV-AbsorptionsvermiSgen zu, so wird dadurch die Trefferwahr- scheinlichkeit der schiidigenden Photonen auf die lichtempfindlichen Molekiile sehr stark herabgesetzt und somit das betreffende Substrat gegen schiidigendes UV-Licht weitgehend stabilisiert. Der UV-Absorber zieht gewissermaBen die

CHEMIE UND WIRKUNGSWEISE VON UV-ABSORBERN 579 Strahlung auf sich. Voraussetzung dafiir ist nat•irlich, dag der eingesetzte Absorber die aufgenommene Energie in unschiidlicher Weise wieder abgibt, also nichr selbst wie ein Fotosensibilisator wirkt. Dieser unerwiSnschte fotosensibili- sierte Lichtabbau finder z. B. an Polyamid- oder Azetatfasern durch Eisenionen start. Die meisten handelsiiblichen UV-Stabilisatoren zeigen keine solchen Sekundiirreaktionen. Die Anforderungen an die Lichtechtheit der fiir Kunststoff verwendeten UV-Absorber miissen augerordentlich hoch sein, da der Effekt iiber Jahre gleichmiigig erhalten bleiben soil. Fiir die Auswahl eines optimalen UV-Absorbers sind folgende Punkte von ausschlaggebender Bedeutung: a) Der UV-Bereich, gegen den das Material empfindlich ist, mug bekannt sein. b) Keine zu starke Verfiirbung durch die Eigenfarbe des Absorbers. c) Vertriiglichkeit mir den Polymeren und siimtlichen Zusatzstoffen, die bei der Herstellung und Verarbeitung mir verwandt werden. d) Thermische und chemische Stabilitiit des Absorbers unter allen Bedingungen, denen der Kunststoff ausgesetzt ist. e) Toxikologische Aspekte. Der ,,ideale Absorber" sollte von 290 bis 410 m•t, also im UV-Bereich des Lichtes i,iberhaupt keine Durchliissigkeit zeigen, um dann in seiner Charakteri- stikkurve steil auf 100 ø/0 zu steigen, also fiir die kiirzesten Wellen des sicht- baren Lichtes vi511ig durchliissig sein. Alle technisch angewandten Absorber stellen Kompromisse zu dieser Forderung dar. Man sucht eine geniigend hohe Filterwirkung fiir UV mit einer nicht zu hohen Konzentration an Absorber zu erreichen, well sonst leicht eine Vergilbung sichtbar wird. Den oben erwiihnten hohen Anforderungen entsprechen praktisch bisher nur 4 Klassen von UV-Absorbern also Kunststoffstabilisatoren es sind dies Sali- cylate, Benzophenone, Benztriazole und Zimtsiiurederivate. Salicylate Zahlreiche Ester der Salicylsiiure sind als UV-Absorber im Handel. Die wich- tigsten Vertreter sind das Phenylsalicylat (Salol) und tert. Butylphenylsalicylat. Die erwiihnten Stoffe sind praktisch mir allen Kunststoffen vertriiglich, jedoch wird deren Verwendung als UV-Stabilisatoren durch die kurzwellige Absorption dieser Verbindungsklasse eingeschriinkt. Die reinen Salicylate absorbieren auch in ziemlich hohen Konzentrationen nur bis zu einer Wellenliinge von etwa 350 m•t. In kosmetischen Lichtschutzmitteln ist diese Charakteristik durchaus erwiinscht, da die vorwiegend erythemerzeugenden Strahlen von 290 bis 320 m•t absorbiert, die hauptsiichlich briiunenden Strahlen von 320 bis 400 m•t jedoch durchgelassen werden. Es sei augerdem vermerkt, dag gerade die Salicylate bei liingerer Belichtung ihr AbsorptionsvermiSgen iindern.