Az UV tintasugaras nyomtatásban általánosan használt UV monomerek adatainak bemutatása
Sokféle UV-fényben keményedő monomer létezik, és az osztályozási módszer is bonyolult. Például a keményedési reakció mechanizmusa szerint szabad gyökös keményedési típusra és kationos keményedési típusra oszthatók; a reakcióban részt vevő funkciós csoportok száma szerint monofunkciós, bifunkciós, trifunkciós és multifunkciós monomerre oszthatók. Ez a cikk a következő diagramokat kívánja használni az osztályozáshoz, remélve, hogy némi inspirációt vagy segítséget nyújt azoknak a barátoknak, akik az UV tintasugaras formulák tervezésével foglalkoznak.
Jelenleg az akrilátokat és néhány nitrogéntartalmú monomert széles körben használják az UV-hőkezelhető tintasugaras festékekhez. Ezért ez a cikk is ezeknek a monomereknek az összefoglalására összpontosít.
A tintasugaras formulák tervezésében jártas barátok tudják, hogy a monomer szaga, hígítása és Tg-pontja fontosabb adatok.
Milyen tényezők állnak általában összefüggésben a monomerek szagával (Szag) Az akrilát molekulatömege kicsi, de szinte nincs szaga. Ha alaposan átgondoljuk, akkor azt találjuk, hogy a molekulák között hidrogénkötések alakulnak ki, ami megnehezíti a szabadulást, ezért gondolkodunk azon, hogy a monomernek van-e szaga Ha nagy, akkor az anyag gőznyomásának adataiból kell megítélni. Minél nagyobb a gőznyomás, annál könnyebben távozik az anyag, így az anyag koncentrációja, amelyet kaphatunk, viszonylag nagy. Amint az adag megvan, az íz könnyen kijön. Természetesen vannak más tényezők is, például olyan anyag, amely szobahőmérsékleten könnyen bomlik. A kiszabaduló szagos kis molekuláris komponenseknek is lesz szaga. Ebbe a kategóriába kell, hogy tartozzanak a szulfhidrilcsoportokat tartalmazó vegyületek, amelyek jól ismertek a fénykeményítő iparban. Ezenkívül egyes szagok az adott anyag gyártási folyamata során hozzáadott reakciókból származnak. Ezért néhány monomer szállító két vagy több változatot kínál a monomerekből, legjellemzőbben toluolmentes vagy nagy tisztaságú monomereket.
A monomer viszkozitása (viszkózus), általában úgy gondoljuk, hogy minél kisebb a monomer viszkozitása, annál jobb a hígítási teljesítmény. Az akrilát rendszerben a legtöbb monomer megfelel egy ilyen szabálynak. A viszkozitás a molekulák közötti erősséget tükrözi. Azonos hőmérsékleten minél erősebb a molekulaközi erő, annál nagyobb a viszkozitás. A hígítóerő nemcsak a monomer viszkozitásával, hanem a monomer polaritásával is összefügg. Az olyan akrilátok viszkozitása, mint a közepes hosszúságú szénláncok (C8~C10) nem magas, de néha használják a készítményekben. A kikeményedési sebesség és a filmréteg keménységének befolyásolása mellett a legnagyobb rejtett veszély az, hogy a szénlánc rész polaritása viszonylag kicsi, és a monomer és önmaga közötti intermolekuláris erő kicsi, így kölcsönhatásba léphet a gyanta molekulákkal is. Az erő is kicsi, és valószínű, hogy a gyanta nem oldódik jól a további hozzáadás után, vagyis a tintarendszerrel való kompatibilitás problémás lehet.
Tg az üvegesedési hőmérséklet. Ennek a paraméternek a jelentése a polimerfizika szerint értendő. Ez az a kritikus hőmérsékleti érték, amikor a polimerben lévő láncszemek már csak szabadon foroghatnak. Ez különbözik a kis molekulák olvadáspontjától és forráspontjától. Ez nem A hirtelen változás az endoterm és exoterm hőmérséklet széles hőmérsékleti változása. A jellemzés megkönnyítése érdekében az értéket általában e tartomány egy bizonyos pontjánál veszik. Természetesen a jellemzési adatoknak nagy kapcsolata van a mérési módszerrel, így ugyanaz a minta különböző A vizsgálati körülmények között kapott adatok nagymértékben eltérhetnek, így a következő cikkben bemutatott Tg adatok csak referenciaként szolgálnak. Most, hogy megértettük a Tg jelentését, egy kicsit mélyebben is megérthetjük a polimer anyagok "három állapot és két átmenet" fontosabb fogalmát (szigorúan véve ez az amorf polimerekre vonatkozik).
Az üveg állapotának megértése hasonló az általunk látott üveghez. Az üveg valójában nem kristályosodott, de szobahőmérsékleten "szilárd" rendszer, de szigorúan véve "folyékony" kellene, hogy legyen, csak a hőmérsékleti viszonyok Ez csak korlátozza a molekuláinak bizonyos mozgását. Az amorf polimer esetében, amikor üveges állapotban van, a "szegmens" nem tud mozogni, és úgynevezett zárt állapotban van. Ekkor a rendszer olyan kemény, mint az üveg.
A nagy rugalmasságú állapot valójában egy olyan állapot, amelyben a "láncszegmens" szabadon mozoghat, de a teljes polimerlánc még nem tud csúszni. Ekkor a rendszer jó rugalmassággal rendelkezik.
A viszkózus áramlási állapot az az állapot, amelyben a polimerlánc mozogni tud, hasonlóan a közönséges folyadékhoz. Természetesen a térhálósított polimer esetében a feszültség nem nő, amikor eléri a viszkózus áramlási hőmérsékletet, elvégre a polimerlánc mozgása korlátozott.
A "két átmenet" az "állapot" és az "állapot" közötti kapcsolat, amely főként az üvegállapotot és a viszkoelasztikus állapotot foglalja magában. Nem nehéz megérteni, hogy amikor az üvegállapot egy alacsonyabb hőmérsékleti tartományban van, vagyis amikor a Tg pont, amiről beszélünk, nagyon alacsony, akkor szobahőmérsékleten viszkoelasztikus állapotban lehet. "Nem tud átjutni". Ezért a kemény tinta receptúrájának kialakításakor reméljük, hogy a Tg pont magas, ami "alaposan megszárad" és a felületi keménység is magas; a lágy tinta receptúrájának kialakításakor ez valamivel nehezebb, és reméljük, hogy a kikeményített filmréteg Tg értéke a rugalmas tartományban lehet. , így jobb szakító tulajdonságokkal rendelkezhet.
Törésmutató, általában minél nagyobb a törésmutató, annál jobb a fényesség, mert a fény könnyebben törik meg oda-vissza a felületen. Ezenkívül a magas törésmutató segíthet a pigment fedettségének javításában is, de ha nem túl magas , ez a pozitív hatás szinte elhanyagolható.
Ezeket a paramétereket elsősorban a későbbiekben tárgyaljuk.
2. UV tintasugaras általánosan használt monofunkciós akrilát monomer
2.1 Monofunkciós akrilátok különböző hosszúságú telített szénláncokkal
A részben tiszta, telített szénláncú akrilát szerkezeti ábrája és szerkezeti és adattáblázata a következő:
A 2-1. táblázatból megfigyelhetjük, hogy a különböző szénlánc-hosszúságú homopolimerek Tg értékei nagymértékben eltérnek. A szénatomok számának növekedésével a Tg-érték először csökken, majd nő. Amikor a szénatomok száma egy bizonyos értékre nő, az egy leghosszabb "láncszakaszt" alkot, és további növekedése a következő "láncszakasznak" felel meg, így a Tg ennek megfelelően változik. Nézzünk meg néhány n-butil-, izo-butil- és tert-butil-izomerrel rendelkező akrilátot. Azt találjuk, hogy az n-butilnak van a legalacsonyabb Tg pontja, a tert-butilnak pedig a legmagasabb, ami azt jelenti, hogy a sztérikus akadályozás ellentétes hatást fejt ki. A "láncszegmens" mozgása nagyobb befolyással bír.
Ezenkívül megnézzük a két decilészter-izomer Tg-értékét. Látható, hogy egy "láncszakasz" hossza körülbelül C5. Ha az érték nagyobb, akkor a Tg pont magasabb.
Hogyan alkalmazzuk ezt a különböző szénláncú akrilátot a tintára?
Először is vizsgáljuk meg a gőznyomásadatokat. A kisebb molekulatömegű etil- és butil-észterek általában erős szagúak, és ritkán használják őket tintaformulákban. Bár a kissé hosszabb szénláncú decil- és lauril-észterek alacsonyabb viszkozitással és alacsonyabb Tg-vel rendelkeznek, úgy tűnik, hogy a lágy tintákhoz alkalmazhatók, hogy nagyon puha és dörzsölési ellenállást kapjanak, de nem szabad figyelmen kívül hagyni a polaritásukat. Az ilyen monomereket nem szabad túl sokat hozzáadni. Általában kiegészítő monomerként használják őket a belső lágyításhoz. A monomereket széles körben használják a ragasztógyanták szintézisében, és a hozzáadási mennyiségnek nem kell túl soknak lennie. Az egyik az imént említett kompatibilitás, a másik pedig az, hogy ha a hozzáadási mennyiség nagy, a keményedés lassú lesz. Ezeket a monomereket a 3D-s tintasugaras nyomtatásban is használják, és kompatibilitásuk miatt viaszos kinézetet és érzetet adnak a nyomtatott modelleknek.
A fent említett monomerek közül a BA, a 2-EHA, az ISODA, a 2-PHA, az LA és az SA mind elérhető a fotohógyítható nyersanyagok nagy gyártóitól.
2.2 Monofunkciós akrilátok nem aromás karbociklusokkal
Az alkohol hidroxilcsoportján kívül az akrilálás előtt az alkohol egyéb részei szénatomokból álló gyűrűvel rendelkeznek. A karbociklusos gyűrűket tartalmazó monomerek a tintasugaras felhasználás területén is használatosak, de viszonylag kis mennyiségben. Az alábbiakban a szerkezeti paraméterek szempontjából tárgyaljuk a lehetséges felhasználási területeket.
E három egymás melletti összehasonlítás azért lehetséges, mert csak a ciklohexilcsoport különböző pozícióiban lévő szubsztituensek különböznek, és a ciklohexilcsoport Tg-értékére gyakorolt hatásuk ennyire eltérő. A TMCHA és a TBCHA, valamint a CHA közötti különbség több tíz Celsius-fok lehet. Látható, hogy minél merevebb szubsztituensek, például metilcsoportok vannak közvetlenül a gyűrűn szubsztituálva, annál "keményebb" lesz a polimer a keményedés után. Valójában a telített gyűrűs szerkezet előnye a vízállóság és a jobb sárgulás is. A vízállóság azért jó, mert a csoportok polaritása alacsony. A "hasonló kompatibilitás" tapasztalata szerint a hidrofób hatás nyilvánvaló. A jó sárgulásállóság azért van, mert nem olyan, mint az aromás gyűrűszerkezetet tartalmazó monomerek, amelyek könnyen oxidálódnak a környezetben lévő komplex tényezők, például a fény és a hő által az aromás gyűrűvel helyettesített metilcsoporton, hogy "kinon" szerkezetet képezzenek. A konjugáció az abszorpciós hullámhosszának vörös eltolódásához vezet, és a látható fény tartományában van egy bizonyos hullámhosszú abszorpció, így a sárgulás eredménye makroszkóposan látható.
Ezután a bi- vagy policiklusos szerkezetű akrilátok egy csoportját vizsgáljuk meg. Ezeknek az akrilátoknak kivétel nélkül magasabb a Tg-jük és viszonylag gyorsabb a keményedési sebességük.
A legismertebb az izobornyil-akrilát (IBOA), amelynek különleges, a kámforolajhoz hasonló szaga van. Az ilyen típusú monomer szintézisét általában a megfelelő olefinből Lewis-sav katalízis útján nyerik a hidroxilcsoport megszerzésére, és akrilsavval végzik. Az észterezés, az eljárás és a költségmegfontolások megakadályozzák, hogy az ilyen termékek tisztasága nagyon magas legyen. Ezenkívül vannak diciklopentadién (DCPA), adamantán (Adamantane) gyűrűs akrilátok sorozatai, de az ár nem olcsó, a megfelelő adatokat nehéz átfogóan összegyűjteni, speciális területeken kell alkalmazni. Csak a szerkezetet és néhány paramétert sorolunk fel hivatkozásként.
Ha szüksége van az UV monomerek COA, MSDS vagy TDS adataira, akkor küldhet nekem e-mailt. info@longchangchemical.com munkaidőben ( 8:30-18:00 UTC+8 H.-Szombat ) vagy használja a weboldal élő chatjét, hogy azonnali választ kapjon.
A következő cikkre kattintva elolvashatja és megértheti a következőket Mi az UV tinta? Mi a különbség az uv tinta és a közönséges tinta között?