Pourquoi utiliser un photo-initiateur composite dans les formulations photopolymérisables ?
Quick answer: In most UV systems, photoinitiators are selected by balancing wavelength fit, through-cure, color control, and line speed. Buyers usually compare a blended package instead of one isolated product.
Les photo-initiateurs sont un composant très important des formulations photodurcissables et sont une source de radicaux libres. Toutefois, l'utilisation excessive de photo-initiateurs entraîne de nombreux problèmes, tels que l'augmentation des substances migratoires, la réduction de la résistance aux intempéries, l'épaisseur insuffisante du film de revêtement durci et l'augmentation des coûts.
Des expériences ont montré que l'utilisation de photo-initiateurs composites dans les formulations de photopolymérisation permet de surmonter efficacement les problèmes susmentionnés, ce qui présente de nombreux avantages. Il est particulièrement important d'obtenir de meilleurs résultats de durcissement.
Quatre photo-initiateurs courants ont été utilisés dans les expériences : 184, 1173, TPO et 819. D'un point de vue chimique, ils appartiennent à deux classes de composés : les α-hydroxycétones et les oxydes d'acylphosphine.
| Nom anglais | Nom du produit | Numéro CAS |
| HCPK | photo-initiateur 184 | 947-19-3 |
| HMPP | photo-initiateur 1173 | 7473-98-5 |
| TPO | photo-initiateur TPO | 75980-60-8 |
| BAPO | photo-initiateur 819 | 162881-26-7 |
L'équipement de durcissement utilisé dans l'expérience est une lampe à mercure Oriel de 100 watts (le spectre d'émission est montré dans l'image 2), et l'épaisseur du film est contrôlée à 50 μm.
Le degré de durcissement a été détecté par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) pour contrôler le changement du pic d'absorption caractéristique de la double liaison insaturée de l'acrylate à 810 cm-1. La bande 750-780 cm-1 a également été utilisée comme pic de référence car elle ne change pas pendant tout le processus de photopolymérisation.
La formule de calcul du taux de conversion de la double liaison (Reacted Acrylate Unsaturation, RAU) est la suivante :
Où RL est le rapport entre le pic d'absorption de la double liaison acrylate et le pic de référence à l'état liquide ; et RC est le rapport entre le pic d'absorption de la double liaison acrylate et le pic de référence après le durcissement aux UV.
L'absorption principale du HCPK (photo-initiateur 184) se situe dans la gamme de longueurs d'onde de 240-250 nm, et le pic d'absorption se situe dans la gamme de 320-335 nm. Un autre photo-initiateur hydroxycétone, le HMPP (Darocur 1173), présente une absorption similaire dans la plage 320-335 nm avec un pic à 265-280 nm. En combinant ces deux photo-initiateurs, il est déjà possible de commencer à mieux utiliser la puissance de la lampe UV (figure 2).
Les spectres du TPO et du BAPO (photo-initiateur 819) sont sensiblement différents des deux précédents, le photo-initiateur TPO a une forte absorption dans la plage de 360-395 nm, et le BAPO a une plus forte absorption dans la plage de 360-410 nm. L'ajout de ces deux derniers photo-initiateurs permet de mieux utiliser les deux autres bandes de longueur d'onde principales de la lampe à mercure, à savoir 370 et 408 nm.
Dans la première expérience, la même quantité (rapport de poids) de 184 et de photo-initiateur composite a été utilisée à des fins de comparaison. Sous irradiation de lumière UV avec la même énergie de 4,5mJ/cm2, le taux de conversion de la double liaison de la formule utilisant 184 est de 24,8%, tandis que celui de la formule du photo-initiateur composite atteint 79,6%.
La deuxième expérience consiste à utiliser 6% de 184 et un photo-initiateur composite sous une énergie d'irradiation de 4,5mJ/cm2, le taux de conversion de la double liaison du premier est de 18,9%, et celui du second atteint 67,2%. La différence est très importante.
La troisième expérience a utilisé 4% 184 et 3% photo-initiateur composite, respectivement, ce qui signifie que la dernière formulation utilisant un photo-initiateur composite a utilisé une quantité plus faible de photo-initiateur. Sous la même énergie d'irradiation (4,5mJ/cm2), le taux de conversion de la double liaison de la première formule est de 50,9%, tandis que celui de la seconde est de 66,8%, ce qui est plus élevé.
La quatrième expérience a utilisé respectivement 6% 184 et 4,5% photo-initiateur composite. Lorsque l'énergie de rayonnement reste la même (4,5mJ/cm2), le taux de conversion de la double liaison est de 58,3% dans le premier cas et de 67,9% dans le second. Les troisième et quatrième expériences montrent que le taux de conversion de la double liaison peut être plus élevé pour la formulation du photo-initiateur composite, même avec une plus petite quantité.
Les résultats expérimentaux montrent que l'utilisation de photo-initiateurs composites peut considérablement améliorer l'efficacité d'amorçage des photo-initiateurs. Bien que les expériences ci-dessus n'aient comparé qu'un photo-initiateur (le photo-initiateur 184) comme objet de référence et que l'équipement d'irradiation n'ait été utilisé qu'avec une lampe à mercure, les résultats peuvent également illustrer de manière suffisante les avantages des photo-initiateurs composites.
Nous savons que l'utilisation de photo-initiateurs dans la formule n'est pas la meilleure, car une trop grande quantité de photo-initiateurs absorbe la lumière ultraviolette, ce qui affecte grandement l'efficacité de la pénétration de la lumière ultraviolette pendant le durcissement en profondeur, affectant ainsi la profondeur du durcissement.
L'utilisation de ce photo-initiateur composite permet non seulement de réduire le coût des formulations, mais aussi d'obtenir un meilleur durcissement en profondeur, de réduire les résidus de photo-initiateur et de diminuer les coûts.
A practical selection route for photoinitiator-related projects
When technical buyers or formulators screen photoinitiators, the most useful decision frame is usually cure quality plus application fit: which package cures reliably, keeps appearance acceptable, and still works under the lamp, film thickness, and substrate conditions of the actual process.
- Match the package to the lamp first: mercury lamps, UV LEDs, and visible-light systems can rank the same photoinitiators very differently.
- Check depth cure and surface cure separately: a film that feels dry on top can still be weak underneath.
- Balance yellowing with reactivity: the strongest deep-cure route is not always the best commercial choice if color or migration risk becomes unacceptable.
- Use the final formula as the benchmark: pigment load, monomer package, and film thickness can all change the apparent ranking of the same initiator.
Recommended product references
- CHLUMINIT TPO-L: A strong low-yellowing reference for LED-oriented UV systems.
- CHLUMINIT TMO: A valuable comparison point when lower yellowing or TPO-replacement discussions matter.
- CHLUMINIT 819: Useful when a formulation needs stronger absorption and deeper cure support.
- CHLUMINIT 184: A classic free-radical benchmark for fast surface cure in many UV systems.
FAQ for buyers and formulators
Why are blended photoinitiator packages so common?
Because one product may control yellowing or lamp fit well while another improves cure depth or line-speed performance, so the full package is often stronger than any single grade.
Should incomplete cure always be solved by adding more initiator?
Not automatically. The real limitation may be the lamp, film thickness, pigment shading, or the rest of the reactive system rather than simple under-dosage.
Contactez-nous dès maintenant !
Si vous avez besoin de Price, veuillez indiquer vos coordonnées dans le formulaire ci-dessous. Nous vous contacterons généralement dans les 24 heures. Vous pouvez également m'envoyer un courriel info@longchangchemical.com pendant les heures de travail ( 8:30 am to 6:00 pm UTC+8 Mon.~Sat. ) ou utilisez le chat en direct du site web pour obtenir une réponse rapide.