Come ridurre il ritiro della colla UV? Quali sono i metodi?
Nel processo di polimerizzazione degli adesivi UV si verifica un processo di gelificazione. Prima della gelificazione, il sistema è ancora fluido nonostante il ritiro, mentre dopo la gelificazione il movimento molecolare è ostacolato e le ulteriori reazioni di polimerizzazione sono la causa principale dello stress da ritiro. Pertanto, lo stress da ritiro non è proporzionale al ritiro volumetrico dell'intero processo di polimerizzazione. Dipende piuttosto dalla contrazione volumetrica dopo la gelificazione. Più alte sono le funzionalità dei reagenti, minore è il grado di reazione dei gruppi funzionali quando si verifica la gelificazione. Pertanto, un sistema di reazione con un alto grado di funzionalità produrrà un maggiore stress da ritiro dopo la polimerizzazione.
Modi per ridurre la contrazione dell'adesivo UV
1. Formulazione di colle UV con monomeri e oligomeri a basso ritiro
Nella formula della colla UV, l'uso di un oligomero acrilato a bassa viscosità, meno monomero di diluizione, è anche un modo efficace per ridurre il tasso di ritiro.
2. Colla UV aggiunta di polimero o riempitivo inorganico
Nel metodo di aggiunta di polimeri, il sistema appena generato e i polimeri pre-aggiunti tra la separazione di fase che talvolta si verifica durante il processo di polimerizzazione, possono anche compensare parte della contrazione di volume. Tuttavia, lo svantaggio di questa separazione di fase è che riduce la trasparenza del prodotto polimerizzato. È stato riportato che l'aggiunta di acetato di polivinile, acetale di polivinile, poliestere e altri polimeri termoplastici al sistema di polimerizzazione a radicali liberi può portare a una significativa riduzione del ritiro volumetrico.
3. L'uso di un metodo di polimerizzazione cationico o ibrido
La colla UV cationica utilizza monomeri di resina epossidica ed etere vinilico, con sali di ium come fotoiniziatori. Il tasso di ritiro della reazione di polimerizzazione cationica della resina epossidica è molto più basso di quello della reazione dei radicali liberi, quindi il tasso di ritiro della polimerizzazione può essere ridotto utilizzando la formula cationica.
La colla ibrida UV è un sistema misto di tipo radicale libero e cationico, solitamente sotto forma di composti misti acrilici ed epossidici. Questo sistema ibrido di polimerizzazione UV è in grado di migliorare l'efficienza di iniziazione quando viene fotoiniziato, di sfruttare appieno i vantaggi di entrambi, di ridurre il ritiro volumetrico e di avere buoni effetti sinergici in altre proprietà.
Inoltre, in base ai requisiti del processo, è possibile utilizzare anche metodi di polimerizzazione UV e di altro tipo, come la polimerizzazione UV e termica o il metodo di polimerizzazione anaerobica, per ridurre il ritiro da polimerizzazione.
4. Aggiunta di monomero rigonfiante
Dalla reazione di polimerizzazione cationica della resina epossidica già nota, la reazione di polimerizzazione ad anello aperto rispetto all'aggiunta del tasso di contrazione del volume della reazione di polimerizzazione è minore. Per i monomeri monociclici, per ogni distanza di van der Waals convertita in distanza di legame covalente, c'è una distanza covalente convertita in distanza di van der Waals. La contrazione e il rigonfiamento risultanti possono essere parzialmente compensati. Ulteriori studi hanno rivelato che l'entità della contrazione di volume della reazione di polimerizzazione ad apertura anulare è correlata alla dimensione dell'anello. All'aumentare delle dimensioni dell'anello, la distanza tra gli atomi di carbonio e di ossigeno che aprono legami covalenti si avvicina alla distanza di van der Waals e la contrazione di volume diminuisce. Attualmente, il costo del monomero ad anello spiro è molto elevato, quindi la sua applicazione pratica è ancora molto limitata, ma è un metodo promettente per eliminare la contrazione della colla UV.