1. Utjecaj inhibicije kisika na stvrdnjavanje UV zračenjem
Inhibicija kiseonika je veoma štetna za proces UV sušenja. Kiseonik u zraku će utjecati na reakciju očvršćavanja zračenjem gotovo svih materijala koji očvršćavaju zračenjem. Koncentracija kiseonika u uljnim organskim sistemima je obično manja ili jednaka 2×10 3 mol/L. Ne samo formula sistem Molekuli rastvorenog kiseonika u premazu ometaju polimerizaciju. Tokom procesa fotoinicijacije, uz potrošnju molekula kiseonika u sistemu očvršćavanja, kiseonik u vazduhu na površini premaza takođe može brzo da difunduje u očvršćeni premaz, nastavljajući da ometa polimerizaciju. Budući da je koncentracija kisika najveća u površinskom sloju, inhibitorni učinak kisika često uzrokuje stvrdnjavanje donjeg sloja, ali površina ostaje nestvrdnuta i postaje ljepljiva. Testovi su dokazali da za lakiranje očvršćavanje premaza debljine 1 μm na zraku troši 20 puta više energije od očvršćavanja premaza debljine 1 μm unutar premaza (5 μm od površine). Inhibicijski efekat kiseonika ne samo da produžava vreme očvršćavanja zračenjem, već može oštetiti i važna svojstva očvršćene površine kao što su tvrdoća, otpornost na habanje i otpornost na ogrebotine.
2 Nekoliko načina za rješavanje problema inhibicije kisika
2.1 Odgovarajuće povećati koncentraciju inicijatora ili povećati dozu zračenja
2.1.1 Inhibicijski efekat kiseonika može se znatno ublažiti optimizacijom koncentracije inicijatora povećanjem koncentracije inicijatora. Odaberite nekoliko inicijatora s različitim vrhovima apsorpcije. Snažna apsorpcija može se koristiti za ublažavanje efekta kisika, dok slabo apsorbirajuća svjetlost može ući u donji sloj i polimerizirati donju smolu. Međutim, sadržaj inicijatora visoke koncentracije će uzrokovati probleme kao što su zaostali miris i žutilo uzrokovano reakcijom samog inicijatora.
2.1.2 U mnogim slučajevima, radi se o povećanju energije zračenja i povećanju snage ili broja UV lampi. Povećanjem intenziteta zračenja može se smanjiti uticaj inhibitornog dejstva kiseonika, ali povećanje intenziteta UV zračenja će proporcionalno povećati efekat toplotnog zračenja, koji je ograničen u primeni nekih papira, filmova i nekih plastičnih podloga koje su podložne termičkoj deformaciji. .
2.2 Dodati hvatač kiseonika
2.2.1 Koristite tercijarne amine, merkaptane, fosfinska jedinjenja, itd. Kao aktivni donatori vodonika, ova jedinjenja mogu brzo reagovati sa peroksil radikalima da regenerišu aktivne slobodne radikale. U isto vrijeme, peroksilni radikali apstrahuju vodonik da bi stvorili alkil hidroperoksid, a mogu dalje generirati alkoksi radikale i hidroksilne radikale. Međutim, osušeni proizvodi sistema koji sadrže amine skloni su žućenju, a stabilnost sistema pri skladištenju je loša. Dodavanje hvatača kisika kao što su otežani amini i otežani fenoli formulama koje očvršćavaju svjetlom zapravo ne pomaže poboljšanju fotopolimerizacije, a ponekad inhibira polimerizaciju. Njegovu stvarnu ulogu treba shvatiti kao dugotrajnu svjetlosnu stabilizaciju i termičku stabilizaciju polimernih materijala, što se često naziva polimernim svjetlosnim stabilizatorom.
2.2.2 Korišćenjem fizičkih metoda, kao što su zaštita inertnog gasa, plutajući vosak, premazivanje, jako svetlo zračenje, zračenje korak po korak, itd. za poboljšanje procesa očvršćavanja, iako uticaj inhibicije kiseonika na svojstva očvršćavanja film se može izbjeći, proces rada je problematičniji. , što utiče na efikasnost proizvodnje.
2.3 Reakcija katjonske polimerizacije
Kisik ima biradikalnu strukturu, koja samo inhibira polimerizaciju slobodnih radikala i neosjetljiv je na katjonsku polimerizaciju. Kationski mehanizam očvršćavanja nije inhibiran kisikom u zraku. Kombinacija tipa slobodnih radikala i kationskog tipa može nadoknaditi međusobne slabosti. Hibridizacija i akrilatne grupe sa mehanizmom očvršćavanja slobodnim radikalima i vinilne grupe sa kationskim mehanizmom očvršćavanja može proizvesti hibridni sistem fotoočvršćavanja sa dobrom sinergijom. Kationski fotoinicijatori, kao što su difenil jodidna sol i trifenil sulfidna sol, proizvode katione fotolizom, istovremeno stvarajući slobodne radikale, čime se potiče napredak polimerizacije slobodnih radikala. Istovremeno, fotoinicijatori slobodnih radikala takođe mogu efikasno senzibilizirati soli onijuma. Fotoinicijatori slobodnih radikala mogu senzibilizirati soli direktnim ili indirektnim prijenosom elektrona. Stoga, kombinovana upotreba fotoinicijatora slobodnih radikala i kationskih fotoinicijatora ima značajan sinergistički efekat i pogodna je za hibridne sisteme za UV sušenje slobodnih radikala i katjona.
3. Polimerizacija monomera vinil etera
3.1 Svojstva dvostruke veze monomera vinil etera
Zbog utjecaja susjednih atoma kisika, dvostruke veze u monomeru vinil etera su dvostruke veze bogate elektronima, koje mogu biti podvrgnute naizmjeničnom kopolimerizacijom slobodnih radikala s maleinskom kiselinom i nezasićenim poliesterima fumarne kiseline. Vinil eter je supstanca bogata elektronima. Maleinska kiselina je supstanca sa nedostatkom elektrona koja može formirati kompleks za prijenos naboja CTC kada je pobuđena, čime se pokreće polimerizacija slobodnih radikala.
3.2 Kationska polimerizacija monomera vinil etera
Vinil eter monomeri sadrže dvostruke veze bogate elektronima i mogu lako formirati stabilne karbokatione, što ih čini sklonim kationskoj polimerizaciji. Inhibicija polimerizacije bez kiseonika, brza reakcija. Ekstremno nizak viskozitet i odlična sposobnost razblaživanja formiraju dugačke lančane segmente u umreženoj mreži, povećavajući slobodan prostor sistema za očvršćavanje. Ima sposobnost reakcije nakon stvrdnjavanja, što je pogodno za kontinuirano kretanje i reakciju nepolimerizovanih komponenti i segmenata lanca, a konačna stopa konverzije je izuzetno visoka. Niska toksičnost i bez iritacije kože. U poređenju sa inicijacijom slobodnih radikala, katjonska inicijacija ne stvara peroksid, pa je manje sklona žutilu.
3.3 Slobodna radikalna polimerizacija monomera vinil etera
Vinil eter monomeri također mogu biti podvrgnuti homopolimerizaciji slobodnih radikala, izbjegavajući utjecaj vlage na katjonsku polimerizaciju. Međutim, u sistemu očvršćavanja slobodnim radikalima, sposobnost vinil etera da prevaziđe inhibiciju kiseonika je takođe odlična. Primena vinil etera u uslovima ekstremno male debljine filma i niske energije očvršćavanja pokazuje odlične performanse očvršćavanja. Kada se kombinuju sa širokim spektrom akrilatnih oligomera, konačna brzina reakcije i stopa konverzije su veće od onih kod jednog sistema očvršćavanja slobodnih radikala ili katjona, što omogućava da se najbolje performanse polimera u potpunosti iskoriste. Ima pozitivne performanse u povećanju otpornosti na ogrebotine, otpornosti na abraziju i hemijsku otpornost, a može postići jak i čvrst zaštitni premaz.
(Slika 1: Trust 7020 omjer akrilnog oligomera i monomera 5:1, debljina filma 50 um)
