2023 The Complete Guide To Analyse des facteurs influençant l'efficacité de la polymérisation des photo-initiateurs
Ces dernières années, la polymérisation photo-initiée a été largement utilisée dans les adhésifs photopolymérisables, les encres photopolymérisables, les revêtements photopolymérisables, l'impression 3D et d'autres domaines. Le processus de photopolymérisation est souvent considéré comme une sorte de "chimie verte", utilisant la lumière comme force motrice pour induire des réactions de polymérisation en absorbant l'énergie des photons et en subissant des réactions photochimiques d'accompagnement pour former des espèces actives initiatrices appropriées, telles que des radicaux libres, des cations, etc.
Tout d'abord, photo-initiateur Les molécules sont pour la plupart des molécules dipolaires avec des charges différentes aux deux extrémités de la molécule, qui interagissent avec le système tel que le dipôle et se rassemblent donc dans certaines zones, de sorte que l'effet de cage du solvant formé par le monomère affectera également la distribution du photo-initiateur. Par exemple, le système de photo-initiateur mélangé dans la pratique, le processus de mélange affectera l'effet de la polymérisation de l'ordre différent d'ajout, la raison fondamentale est que l'ordre différent d'ajout de l'interaction dipolaire du photo-initiateur et l'effet de cage de solvant dans le système n'est pas le même état ; deuxièmement, la compatibilité différente conduira également à des changements dans l'efficacité d'initiation, comme contenant des molécules d'initiateur de chaîne de fluorocarbone ou de silicone flotteront, etc.L'inhomogénéité du photo-initiateur affectera également le processus photochimique de la molécule dans le processus de photolyse, par exemple, le spectre d'absorption de la molécule dans le micro-environnement polaire est décalé vers le rouge et le rendement quantique de la décomposition sera affecté.
Le processus de polymérisation photo-initiée se produit au moment de la réception de la lumière, de sorte que le système de polymérisation peut se produire en raison des différentes capacités d'absorption de la lumière de l'initiateur, la couche de surface peut être durcie en premier pour produire une morphologie de surface, les couches supérieure et inférieure ne peuvent pas être durcies en même temps, ce qui entraîne des contraintes internes qui conduisent à l'écaillage du revêtement, ou le durcissement en profondeur n'est pas complet, ce qui réduit l'adhérence ; l'ajout de divers additifs ou charges, et la présence d'oxygène pendant le durcissement affecteront également l'effet final de la polymérisation, etc.
Par conséquent, dans la formulation du durcissement, la sélection du photo-initiateur approprié est cruciale. Le facteur interne est que les propriétés d'absorption de la lumière (principalement la longueur d'onde et le coefficient d'extinction molaire) et la réactivité du photo-initiateur déterminent directement sa performance d'initiation, et le facteur externe est que le spectre d'absorption du photo-initiateur correspond au spectre d'émission de la source lumineuse, et l'homogénéité et la compatibilité du système affectent aussi directement l'efficacité de la polymérisation.
Par conséquent, dans les applications pratiques, la formulation doit être ajustée en fonction des besoins.
Sélection de systèmes de photo-initiateurs avec un meilleur chevauchement avec les sources de lumière, utilisation de photo-initiateurs avec de faibles coefficients d'extinction molaire pour les films épais et sélection de photo-initiateurs avec des coefficients d'extinction molaire élevés pour les films minces.
ajuster la concentration appropriée du photo-initiateur, qui peut être augmentée ou diminuée en fonction du dosage théorique calculé, y compris l'épaisseur du film, l'intensité lumineuse de la source lumineuse, la vitesse de la bande transporteuse, etc.
L'augmentation de l'homogénéité du système est bénéfique à la polymérisation, mais certaines applications sur le terrain nécessitent la recherche de l'inhomogénéité, comme l'augmentation de la rugosité, les effets optiques, l'angle de contact avec l'eau, etc.