1. Ефект на инхибирането на кислорода върху втвърдяването с UV лъчение
Инхибирането на кислорода е много вредно за процеса на UV втвърдяване. Реакцията на радиационно втвърдяване на почти всички радиационно втвърдяващи се материали ще бъде повлияна от кислорода във въздуха. Концентрацията на кислород в маслените органични системи обикновено е по-малка или равна на 2×10 3 mol/L. Не само на формула система Молекулите на разтворения кислород в покритието пречат на полимеризацията. По време на процеса на фотоиницииране, с консумацията на кислородни молекули в системата за втвърдяване, кислородът във въздуха на повърхността на покритието може също бързо да дифундира във втвърденото покритие, продължавайки да възпрепятства полимеризацията. Тъй като концентрацията на кислород е най-висока в повърхностния слой, инхибиторният ефект на кислорода често води до втвърдяване на долния слой, но повърхността остава невтвърдена и става лепкава. Тестовете са доказали, че за лак, втвърдяването на покритие с дебелина 1 μm във въздуха изразходва 20 пъти повече енергия, отколкото втвърдяването на покритие с дебелина 1 μm в покритието (5 μm от повърхността). Инхибиторният ефект на кислорода не само удължава времето за радиационно втвърдяване, но може също така да увреди важни свойства на втвърдената повърхност като твърдост, устойчивост на износване и устойчивост на надраскване.
2 Няколко начина за решаване на проблема с инхибирането на кислорода
2.1 Увеличете по подходящ начин концентрацията на инициатора или увеличете дозата на облъчване
2.1.1 Инхибиторният ефект на кислорода може да бъде значително облекчен чрез оптимизиране на концентрацията на инициатора чрез увеличаване на концентрацията на инициатора. Изберете няколко инициатора с различни пикове на абсорбция. Силната абсорбция може да се използва за компенсиране на ефекта на кислорода, докато слабо абсорбиращата светлина може да навлезе в долния слой и да полимеризира долната смола. Въпреки това съдържанието на инициатор с висока концентрация ще причини проблеми като остатъчна миризма и пожълтяване, причинени от реакцията на самия инициатор.
2.1.2 В много случаи това е увеличаване на енергията на излъчване и увеличаване на мощността или броя на UV лампите. Увеличаването на интензитета на радиацията може да намали въздействието на инхибиращия ефект на кислорода, но увеличаването на интензитета на UV радиацията ще увеличи пропорционално ефекта на топлинното излъчване, което е ограничено при прилагането на някои хартии, филми и някои пластмасови субстрати, които са податливи на термична деформация .
2.2 Добавете поглъщащ кислород
2.2.1 Използвайте третични амини, меркаптани, фосфинови съединения и др. Като донори на активен водород, тези съединения могат да реагират бързо с пероксилни радикали, за да регенерират активни свободни радикали. В същото време пероксилните радикали извличат водород, за да генерират алкил хидропероксид и могат допълнително да генерират алкокси радикали и хидроксилни радикали. Въпреки това, втвърдените продукти на системи, съдържащи амини, са склонни към пожълтяване и стабилността на съхранение на системата е лоша. Добавянето на поглъщачи на кислород като запречени амини и запречени феноли към светлинно втвърдяващи се формули всъщност не помага за подобряване на фотополимеризацията и понякога инхибира полимеризацията. Действителната му роля трябва да се разбира като дългосрочна светлинна стабилизация и термична стабилизация на полимерни материали, която често се нарича полимерен светлинен стабилизатор.
2.2.2 Чрез използване на физични методи, като защита от инертен газ, плаващ восък, покритие, облъчване със силна светлина, облъчване стъпка по стъпка и т.н. за подобряване на процеса на втвърдяване, въпреки че въздействието на инхибирането на кислорода върху свойствата на втвърденото филмът може да бъде избегнат, процесът на работа е по-обезпокоителен. , засягащи ефективността на производството.
2.3 Реакция на катионна полимеризация
Кислородът има дирадикална структура, която само инхибира свободната радикална полимеризация и е нечувствителен към катионна полимеризация. Катионният механизъм на втвърдяване не се възпрепятства от кислорода във въздуха. Комбинацията от свободен радикален тип и катионен тип може да компенсира взаимно слабостите си. Хибридизацията както на акрилатната група с механизъм на втвърдяване на свободните радикали, така и на виниловата група с катионен механизъм на втвърдяване може да произведе хибридна фото-втвърдяваща система с добра синергия. Катионните фотоинициатори, като сол на дифенил йодид и сол на трифенил сулфид, произвеждат катиони чрез фотолиза, като същевременно генерират свободни радикали, като по този начин насърчават прогреса на полимеризацията на свободните радикали. В същото време фотоинициаторите на свободните радикали могат също така ефективно да сенсибилизират ониевите соли. Фотоинициаторите на свободните радикали могат да сенсибилизират солите чрез директен или индиректен трансфер на електрони. Следователно, комбинираното използване на фотоинициатори на свободни радикали и катионни фотоинициатори има значителен синергичен ефект и е подходящо за хибридни системи за UV втвърдяване на свободни радикали и катиони.
3. Полимеризация на винилетерни мономери
3.1 Свойства на двойната връзка на мономерите на винил етер
Поради влиянието на съседните кислородни атоми, двойните връзки в мономера на виниловия етер са богати на електрони двойни връзки, които могат да претърпят редуваща се съполимеризация на свободни радикали с ненаситени полиестери на малеинова киселина и фумарова киселина. Виниловият етер е богато на електрони вещество. Малеиновата киселина е вещество с дефицит на електрони, което може да образува комплекс за пренос на заряд CTC, когато се възбуди, като по този начин инициира полимеризация на свободни радикали.
3.2 Катионна полимеризация на винилетерни мономери
Виниловите етерни мономери съдържат богати на електрони двойни връзки и могат лесно да образуват стабилни карбокатиони, което ги прави склонни към катионна полимеризация. Инхибиране на безкислородна полимеризация, бърза скорост на реакция. Изключително ниският вискозитет и отличната способност за разреждане образуват дълги верижни сегменти в омрежената мрежа, увеличавайки свободното пространство на системата за втвърдяване. Има способност за реакция след втвърдяване, което благоприятства непрекъснатото движение и реакция на неполимеризирани компоненти и верижни сегменти, а крайната степен на преобразуване е изключително висока. Ниска токсичност и без дразнене на кожата. В сравнение с инициирането на свободни радикали, катионното иницииране не образува пероксид, така че е по-малко склонно към пожълтяване.
3.3 Свободнорадикална полимеризация на мономери на винилов етер
Виниловите етерни мономери също могат да претърпят свободна радикална хомополимеризация, избягвайки влиянието на влагата върху катионната полимеризация. Въпреки това, в системата за втвърдяване на свободни радикали способността на виниловия етер да преодолява инхибирането на кислорода също е отлична. Прилагането на винилов етер при условия на изключително ниска дебелина на филма и ниска енергия на втвърдяване показва отлична ефективност на втвърдяване. Когато се комбинира с голямо разнообразие от акрилатни олигомери, скоростта на крайната реакция и степента на превръщане са по-високи от тези на единична система за втвърдяване на свободен радикал или катион, което позволява най-доброто представяне на полимера да бъде напълно използвано. Той има положително представяне при повишаване на устойчивостта на надраскване, устойчивост на абразия и химическа устойчивост и може да постигне силно и здраво защитно покритие.
(Фигура 1: Съотношение на акрилен олигомер и мономер на Trust 7020 5:1, дебелина на филма 50um)
