Perbandingan pengawetan radikal bebas UV dan pengawetan kationik
Lapisan pengawet ultraviolet (UV) adalah lapisan ramah lingkungan baru yang pertama kali dikembangkan oleh Jerman pada akhir 1960-an, yang memiliki keunggulan efisiensi tinggi, hemat energi, tidak berpolusi, pembentukan film yang cepat, dan kinerja pelapisan yang sangat baik, dan dengan demikian telah dikembangkan dengan cepat. Pada tahun 1994, Cina mengkonsumsi 3.100-3.300 ton berbagai jenis pelapis yang dapat disembuhkan dengan UV, dan pada tahun 1998, konsumsinya mencapai 6.200-6.400 ton, dengan tingkat pertumbuhan tahunan rata-rata lebih dari 25%. Penyembuhan UV dapat dibagi menjadi Penyembuhan radikal bebas dan penyembuhan kationik dua. Pengawetan radikal bebas domestik sekarang umum digunakan, pengawetan kationik juga telah ditinjau dalam sejumlah literatur. Namun, penggunaan spesifik teknologi curing kationik, domestik belum dilaporkan; UV radikal bebas dan curing kationik dalam penggunaan dan kinerja perbedaan antara keduanya, tetapi juga belum melihat literatur yang relevan.
1) Perbandingan mekanisme pengawetan radikal UV dan pengawetan kationik
Di bawah iradiasi UV, penguraian fotoinisiator yang berbeda menghasilkan hasil yang berbeda, beberapa menghasilkan radikal bebas, beberapa menghasilkan kation, radikal bebas atau kation dapat memicu pengencer zwitterionik dan reaktif yang sesuai dengan aktivitas reaktif, reaksi polimerisasi terjadi, pembentukan struktur jaringan tiga dimensi polimer.
Pada polimerisasi radikal bebas yang diprakarsai oleh UV, terdapat lebih banyak kemungkinan penonaktifan atau pemutusan rantai radikal bebas, dan terdapat lebih sedikit kemungkinan untuk melanjutkan polimerisasi dan pengawetan ketika cahaya berhenti. Sementara itu, oksigen juga mudah bereaksi dengan radikal bebas untuk menghasilkan radikal peroksi yang lebih stabil, sehingga oksigen berperan dalam menghalangi polimerisasi. Dalam proses polimerisasi kationik (ada juga sejumlah kecil radikal bebas yang dihasilkan, tetapi terutama curing yang diprakarsai oleh kation), karena kation tidak dapat digabungkan di antara keduanya tidak akan bereaksi dengan oksigen. Bahkan jika reaksi transfer rantai terjadi, pusat aktif kationik baru akan dihasilkan, sehingga reaksi curing kationik terus berlanjut
2) Formulasi radikal bebas dan formulasi kationik dari uji perbandingan kecepatan pengawetan
Baik di atas kertas atau aluminium, formulasi radikal bebas lebih cepat sembuh daripada formulasi kationik. Ini karena.
inisiator kationik dengan iradiasi UV, menghasilkan pusat aktif asam super, karena adanya pengotor alkali dalam sistem, pusat aktif dinetralkan oleh alkali terlebih dahulu, menghasilkan kecepatan mantel polimerisasi kationik.
Sebagai inisiator pengawet kationik sebagian besar garam ionium aril iodida (belerang), iradiasi UV, pusat aktif kationik yang dihasilkan oleh volume yang lebih besar, menyerang gugus epoksi pada atom karbon, menjadi substitusi nukleofilik bimolekuler (Sw2), efek resistensi situs lebih besar, dan polimerisasi radikal bebas tidak ada efek resistensi situs ini, sehingga kecepatan tabel poli kationik lebih lambat dari radikal bebas.
3) Perbandingan efek oksigen pada kecepatan pengawetan keduanya
Oksigen secara signifikan mempengaruhi kecepatan pengawetan radikal bebas, sedangkan efek pada kation sangat lemah. Efek pemblokiran oksigen pada polimerisasi radikal bebas dapat dilihat dengan rumus mekanisme, karena O2 sangat mudah bereaksi dengan radikal R- untuk menghasilkan radikal peroksi ROO-, yang sulit untuk memulai polimerisasi radikal bebas. Konstanta laju reaksi radikal R- dan O: adalah 104 hingga 105 kali lebih besar daripada molekul R- dan monomer. Oleh karena itu, jika O2 hadir dalam lapisan, maka R- pertama-tama akan bereaksi dengan O2 dan dikonsumsi, sangat memperlambat laju reaksi. Selain itu, O2 memiliki dua elektron yang tidak berpasangan dengan arah spin yang berlawanan dan merupakan keadaan triplet yang stabil. Namun, di bawah iradiasi UV, ia akan menjadi sangat aktif dan dapat bergabung dengan keadaan tereksitasi dari fotoinisiator, dan kemudian terurai menjadi keadaan dasar fotoinisiator dan keadaan linier tunggal O2. konstanta laju reaksinya k, hingga 109 kali lipat Kaw, sehingga mengurangi efisiensi fotoinisiator. Selama proses pengawetan kationik, O2 tidak bereaksi dengan pusat aktif asam kuat yang dihasilkan oleh inisiator. Oleh karena itu, meskipun terdapat sejumlah kecil O2 dalam lapisan, ini akan memiliki efek pemblokiran yang besar pada pengawetan radikal bebas, sementara efeknya kecil pada sistem kationik.
4) Perbandingan pengaruh suhu pada kecepatan pengawetan
Kontrol suhu juga merupakan faktor penting. Untuk memeriksa pengaruh suhu pada kecepatan pengawetan keduanya, kedua formulasi di atas diawetkan pada suhu yang berbeda, dan kecepatan pengawetan formulasi radikal bebas dan kationik cenderung meningkat seiring dengan peningkatan suhu. Hal ini karena fotoinisiator memiliki laju inisiasi terkecil dalam proses polimerisasi yang diinisiasi foto dan merupakan langkah lambat dalam mengendalikan reaksi. Peningkatan suhu kondusif bagi inisiator untuk mendapatkan energi aktivasi yang diperlukan untuk dekomposisi dan pembentukan radikal bebas atau kation yang cepat, dan suhu kondusif untuk pembukaan ikatan n atau cincin dalam ikatan rangkap sistem polimerisasi, memicu reaksi polimerisasi, sehingga kecepatan pengawetan lapisan dipercepat. Namun, inisiator mudah mengalami dekomposisi termal, sehingga suhu pengawetan umumnya dikontrol di bawah 80 ℃.
5) Perbandingan performa keseluruhan lapisan
Sistem curing kationik dibandingkan dengan sistem curing radikal bebas daya rekatnya sangat baik, terutama sistem kationik pada aluminium yang mencapai daya rekat 100%. Alasan perbedaan ini, karena dari mekanisme curing radikal bebas dan mekanisme curing kationik dapat dilihat pada polimerisasi radikal bebas, jarak monomer atau zwitterionik dari jarak gaya van der Waals sebelum pengawetan ke jarak ikatan kovalen setelah pengawetan, dan kecepatan pengawetan, sehingga penyusutan volume terlihat jelas, menghasilkan tegangan internal yang tinggi dan daya rekat yang buruk. Meskipun penyusutan volume yang sama yang disebabkan oleh jarak antara aksi gaya van der Waals ke ikatan kovalen setelah pengawetan ada dalam polimerisasi senyawa epoksi, di sisi lain, ketika monomer epoksi dipolimerisasi, cincin pada monomer terbuka untuk membentuk unit struktur rantai yang lebih besar dari struktur molekul monomer, yang mengimbangi sebagian penyusutan volume. Hasilnya, daya rekat antara film yang diawetkan kationik dan substrat meningkat secara signifikan dibandingkan dengan radikal bebas. Membandingkan ketahanan pelarut dari lapisan yang diawetkan dengan radikal bebas dan kationik, perbedaannya signifikan, dan ketahanan pelarut dari lapisan yang diawetkan dengan kationik sangat meningkat seiring berjalannya waktu. Mekanisme reaksi radikal bebas menunjukkan bahwa dalam proses polimerisasi radikal bebas, ketahanan pelarut tidak banyak berubah seiring dengan perpanjangan waktu karena kecepatan pengawetan radikal bebas cepat dan lapisan dapat dikeringkan di dalam dan di luar dalam waktu singkat. Polimerisasi kationik berbeda, ketika sumber sinar UV dihilangkan, pusat aktif kationik dalam sistem tidak akan digabungkan dan menghilang, bahkan jika ada reaksi transfer rantai (lihat rumus mekanisme curing kationik), juga akan berada dalam penghentian rantai pada saat yang sama, akan ada pusat aktif kationik yang baru. Oleh karena itu, setelah penyinaran UV, yang pertama dalam waktu yang relatif singkat untuk membentuk film pengawet pada permukaan lapisan, untuk mencapai "permukaan kering", setelah lapisan meninggalkan sumber sinar UV, lapisan film bagian dalam masih ada dalam jumlah besar. kation, terus membuka reaksi cincin dengan senyawa epoksi, dari permukaan dan di dalam, pembentukan keseluruhan ikatan silang polimer, hingga kering. Oleh karena itu, dengan perpanjangan waktu, ketahanan pelarut dari film pelapis yang diawetkan kationik sangat meningkat.
6) Kesimpulan
Kecepatan pengawetan radikal bebas UV dan pengawetan kationik dengan peningkatan suhu, dan kecepatan pengawetan radikal bebas lebih besar daripada kecepatan pengawetan kationik.
kecepatan pengawetan radikal bebas, penyusutan volume, daya rekat yang buruk, penyusutan volume pengawetan kationik kecil, daya rekat yang sangat baik.
Oksigen memiliki efek pemblokiran penggabungan yang signifikan pada pengawetan radikal bebas. Pengawetan kationik tanpa efek pemblokiran oksigen, tetapi ada "reaksi gelap", dengan perpanjangan waktu, ketahanan pelarutnya sangat meningkat;.
Perbandingan antara keduanya, pengawetan radikal bebas cocok untuk persyaratan adhesi yang tidak terlalu tinggi, tetapi membutuhkan pengawetan tinta dan pelapis yang cepat, teknologi pengawetan kationik cocok untuk persyaratan adhesi tinta dan pelapis yang tinggi.
Produk seri yang sama