Pengenalan data monomer UV yang umum digunakan dalam inkjet UV
Ada banyak jenis monomer pengawet sinar UV, dan metode klasifikasinya juga rumit. Misalnya, menurut mekanisme reaksi pengawetan, mereka dapat dibagi menjadi jenis pengawetan radikal bebas dan jenis pengawetan kation; menurut jumlah gugus fungsi yang terlibat dalam reaksi, mereka dapat dibagi menjadi monomer monofungsional, bifungsional, trifungsional, dan multifungsi. Artikel ini bermaksud menggunakan diagram berikut untuk mengklasifikasikan, dengan harapan dapat memberikan inspirasi atau bantuan kepada teman-teman yang terlibat dalam desain formulasi inkjet UV.
Saat ini, akrilat dan sebagian monomer yang mengandung nitrogen digunakan secara luas dalam inkjet yang dapat disembuhkan dengan UV. Oleh karena itu, artikel ini juga berfokus pada rangkuman monomer ini.
Teman-teman yang akrab dengan desain formulasi inkjet tahu bahwa bau monomer, pengenceran dan titik Tg adalah data yang lebih penting.
Faktor apa yang biasanya terkait dengan bau monomer (Bau) Berat molekul akrilat kecil, tetapi hampir tidak berbau. Jika Anda memikirkannya dengan cermat, Anda akan menemukan bahwa ikatan hidrogen terbentuk di antara molekul-molekul, yang membuatnya sulit untuk dilepaskan, jadi kami sedang memikirkan apakah monomer memiliki bau. Semakin tinggi tekanan uapnya, semakin mudah zat tersebut keluar, sehingga konsentrasi zat yang dapat kita terima relatif tinggi. Setelah dosisnya habis, rasa akan keluar dengan mudah. Tentu saja, ada faktor lain, seperti zat yang mudah terurai pada suhu kamar. Komponen molekul kecil yang berbau yang keluar juga akan memiliki bau. Senyawa yang mengandung gugus sulfhidril yang terkenal dalam industri pengawetan ringan seharusnya termasuk dalam kategori ini. Selain itu, beberapa bau berasal dari reaksi yang ditambahkan dalam proses produksi bahan tertentu. Oleh karena itu, beberapa pemasok monomer akan menyediakan dua atau beberapa versi monomer, biasanya bebas Toluene atau monomer dengan kemurnian tinggi.
Viskositas monomer (Kental), kita biasanya berpikir bahwa semakin rendah viskositas monomer, semakin baik kinerja pengenceran. Dalam sistem akrilat, sebagian besar monomer mematuhi aturan tersebut. Viskositas mencerminkan kekuatan gaya antarmolekul. Pada suhu yang sama, semakin kuat gaya antarmolekul, semakin tinggi viskositasnya. Gaya pengenceran tidak hanya terkait dengan viskositas monomer, tetapi juga terkait dengan polaritas monomer. Viskositas akrilat seperti rantai karbon panjang menengah (C8 ~ C10) tidak tinggi, tetapi kadang-kadang digunakan dalam formulasi. Selain mempengaruhi kecepatan pengawetan dan kekerasan lapisan film, bahaya tersembunyi terbesar adalah polaritas bagian rantai karbon relatif kecil, dan gaya antarmolekul antara monomer dan dirinya sendiri kecil, sehingga dapat berinteraksi dengan molekul resin. Gaya juga kecil, dan kemungkinan resin tidak dapat larut dengan baik setelah menambahkan lebih banyak, yaitu kompatibilitas dengan sistem tinta mungkin bermasalah.
Tg adalah suhu transisi kaca. Arti parameter ini dipahami menurut fisika polimer. Ini adalah nilai kritis dari suhu ketika mata rantai dalam polimer dapat berputar bebas. Ini berbeda dari titik leleh dan titik didih molekul kecil. Perubahan suhu endotermik dan eksotermik yang tiba-tiba adalah berbagai macam perubahan suhu. Untuk memfasilitasi karakterisasi, nilai biasanya diambil pada titik tertentu dalam kisaran ini. Tentu saja, data karakterisasi memiliki hubungan yang erat dengan metode pengukuran, sehingga sampel yang sama dalam kondisi yang berbeda Data yang diperoleh dalam kondisi pengujian dapat sangat bervariasi, sehingga data Tg yang diperkenalkan dalam artikel berikut ini hanya sebagai referensi. Sekarang setelah kita memahami arti Tg, kita juga dapat memiliki pemahaman yang lebih dalam tentang konsep yang lebih penting tentang "tiga keadaan dan dua transisi" dalam bahan polimer (sebenarnya, ini untuk polimer amorf).
Pemahaman mengenai keadaan kaca mirip dengan kaca yang sudah kita lihat. Gelas sebenarnya tidak mengkristal, tetapi pada suhu kamar, ini adalah sistem "padat", tetapi sebenarnya harus "cair", hanya saja kondisi suhu hanya membatasi sebagian pergerakan molekulnya. Untuk polimer amorf, ketika berada dalam keadaan kaca, "segmen" tidak dapat bergerak, dan berada dalam kondisi terkunci. Pada saat ini, sistem ini sekeras kaca.
Keadaan elastisitas tinggi sebenarnya adalah keadaan di mana "segmen rantai" dapat bergerak bebas, tetapi seluruh rantai polimer belum dapat bergeser. Pada saat ini, sistem memiliki elastisitas yang baik.
Kondisi aliran kental adalah kondisi di mana rantai polimer dapat bergerak, mirip dengan cairan pada umumnya. Tentu saja, untuk polimer ikatan silang, tegangan tidak akan meningkat apabila mencapai suhu aliran kental, karena pergerakan rantai polimer dibatasi.
"Dua transisi" adalah hubungan antara "keadaan" dan "status", terutama mencakup keadaan gelas dan keadaan viskoelastik. Tidaklah sulit untuk memahami, bahwa apabila kondisi kaca berada dalam kisaran suhu yang lebih rendah, yaitu, ketika titik Tg yang kita bicarakan sangat rendah, maka mungkin dalam kondisi viskoelastik pada suhu kamar. "Tidak bisa melewatinya". Oleh karena itu, saat mendesain formula tinta keras, kami berharap titik Tg tinggi, yang akan "mengering secara menyeluruh" dan kekerasan permukaan juga tinggi; saat mendesain formula tinta lunak, ini sedikit lebih sulit, dan kami berharap Tg lapisan film yang diawetkan dapat berada di wilayah elastis. Sehingga dapat memiliki sifat tarik yang lebih baik.
Indeks Bias, biasanya semakin besar indeks biasnya, semakin baik kilapnya, karena cahaya lebih mudah dibiaskan bolak-balik pada permukaan yang dangkal. Selain itu, indeks refraktif yang tinggi juga dapat membantu meningkatkan cakupan pigmen, tetapi jika tidak terlalu tinggi, efek positif ini nyaris dapat diabaikan.
Kita akan membahas parameter ini nanti.
2. Inkjet UV yang biasa digunakan monomer akrilat monofungsional
2.1 Akrilat monofungsional dengan rantai karbon jenuh dengan panjang berbeda
Diagram struktur dan tabel struktur dan data dari akrilat rantai karbon jenuh sebagian murni adalah sebagai berikut:
Dari Tabel 2-1, kita dapat mengamati bahwa Tg homopolimer dengan panjang rantai karbon yang berbeda sangat bervariasi. Ketika jumlah atom karbon meningkat, nilai Tg pertama-tama menurun dan kemudian meningkat. Ketika jumlah atom karbon meningkat ke nilai tertentu, itu merupakan "segmen rantai" terpanjang, dan terus meningkat setara dengan "segmen rantai" berikutnya, sehingga Tg berubah sesuai dengan itu. Mari kita lihat beberapa akrilat dengan isomer n-butil, iso-butil, dan tert-butil. Kami menemukan bahwa n-butil memiliki titik Tg terendah dan tert-butil memiliki titik Tg tertinggi, yang berarti bahwa halangan sterik memiliki efek sebaliknya. Pergerakan "segmen rantai" memiliki pengaruh yang lebih besar.
Selain itu, kita melihat Tg dari dua isomer desil ester. Dapat dilihat bahwa panjang "segmen rantai" adalah sekitar C5. Jika nilainya lebih besar, maka titik Tg lebih tinggi.
Bagaimana cara menerapkan akrilat dengan rantai karbon yang berbeda pada tinta?
Pertama-tama, kami memeriksa data tekanan uap. Etil dan butil ester dengan bobot molekul lebih kecil, biasanya memiliki bau yang kuat dan jarang digunakan dalam formulasi tinta. Walaupun decyl ester dan lauryl ester dengan rantai karbon yang sedikit lebih panjang memiliki viskositas yang lebih rendah dan Tg yang lebih rendah, namun tampaknya ini dapat diterapkan pada tinta lembut untuk mendapatkan ketahanan yang sangat lembut dan gosokan, tetapi kita tidak boleh mengabaikan polaritasnya. Monomer semacam itu tidak boleh ditambahkan terlalu banyak. Umumnya, mereka digunakan sebagai monomer tambahan untuk plastisisasi internal. Monomer banyak digunakan dalam sintesis resin perekat, dan jumlah penambahannya tidak perlu terlalu banyak. Salah satunya adalah kompatibilitas yang baru saja disebutkan, dan yang lainnya adalah ketika jumlah penambahannya besar, pengawetan akan lambat. Monomer ini juga digunakan dalam pencetakan inkjet 3D, dan karena kompatibilitasnya, monomer ini memberikan tampilan dan kesan seperti lilin pada model yang dicetak.
Di antara monomer yang disebutkan di atas, BA, 2-EHA, ISODA, 2-PHA, LA dan SA, semuanya tersedia dari produsen utama bahan baku yang dapat dipotret.
2.2 Akrilat monofungsional dengan karbokation non-aromatik
Selain gugus hidroksil alkohol, bagian lain dari alkohol sebelum diakrilasi memiliki cincin yang dibentuk oleh atom karbon. Monomer dengan cincin karbosiklik juga digunakan dalam bidang inkjet, tetapi jumlahnya relatif kecil. Di bawah ini kami membahas kemungkinan aplikasinya dari segi parameter strukturalnya.
Membandingkan ketiganya secara berdampingan adalah karena hanya substituen pada posisi berbeda pada gugus sikloheksil yang berbeda, dan efeknya pada Tg gugus sikloheksil sangat berbeda. Perbedaan antara TMCHA dan TBCHA dan CHA bisa mencapai beberapa puluh derajat Celcius. Dapat dilihat bahwa Semakin banyak substituen yang kaku seperti gugus metil yang disubstitusi langsung pada cincin, semakin "keras" polimer tersebut setelah diawetkan. Faktanya, struktur cincin jenuh juga memiliki keunggulan ketahanan air dan penguningan yang lebih baik. Ketahanan airnya bagus karena polaritas gugus rendah. Menurut pengalaman "kompatibilitas serupa", efek hidrofobik terlihat jelas. Ketahanan menguning yang baik karena tidak seperti monomer yang mengandung struktur cincin aromatik, yang mudah teroksidasi oleh faktor-faktor kompleks seperti cahaya dan panas di lingkungan pada gugus metil yang disubstitusi oleh cincin aromatik untuk membentuk struktur "kuinon". Konjugasi menyebabkan pergeseran merah pada panjang gelombang serapannya, dan terdapat serapan panjang gelombang tertentu pada daerah cahaya tampak, sehingga hasil penguningan dapat dilihat secara makroskopis.
Selanjutnya kita akan melihat sekelompok akrilat dengan struktur bi- atau polisiklik. Tanpa terkecuali, akrilat ini memiliki Tg yang lebih tinggi dan tingkat penyembuhan yang relatif lebih cepat.
Yang paling terkenal adalah isobornil akrilat (IBOA), yang memiliki bau khusus, mirip dengan minyak kamper. Sintesis monomer jenis ini biasanya diperoleh dari olefin yang sesuai melalui katalisis asam Lewis untuk mendapatkan gugus hidroksil dan dilakukan dengan asam akrilat. Pertimbangan esterifikasi, proses, dan biaya mencegah kemurnian produk tersebut menjadi sangat tinggi. Selain itu, ada dicyclopentadiene (DCPA), adamantane (Adamantane) seri akrilat dengan cincin, tetapi harganya tidak murah, data yang sesuai sulit untuk dikumpulkan secara komprehensif, harus diterapkan di bidang khusus. Hanya struktur dan beberapa parameter yang dicantumkan untuk referensi.
Jika Anda membutuhkan COA, MSDS atau TDS monomer UV, Anda dapat mengirim email kepada saya info@longchangchemical.com selama jam kerja (8:30 pagi hingga 6:00 sore UTC+8 Senin-Sabtu) atau gunakan obrolan langsung situs web untuk mendapatkan balasan secepatnya.
Anda dapat mengklik artikel berikutnya untuk membaca dan memahami Apa yang dimaksud dengan Tinta UV? Apa perbedaan antara tinta uv dan tinta biasa?