Componenti di base dell'inchiostro UV: Fotoiniziatore
I fotoiniziatori sono molecole in grado di assorbire le radiazioni e di produrre intermedi attivi con la capacità di avviare la polimerizzazione mediante cambiamenti fotochimici. Il fotoiniziatore, nell'avviare la reazione di prepolimerizzazione e di polimerizzazione del monomero, diventa esso stesso parte della struttura polimerica polimerizzata in un film, mentre c'è una parte non coinvolta nella polimerizzazione in un film.
L'effetto della concentrazione del fotoiniziatore sulla velocità di polimerizzazione è mostrato in figura; dalla figura si può notare che la concentrazione del fotoiniziatore a 7% dell'intensità della luce UV necessaria per ottenere la velocità di polimerizzazione più bassa è la più veloce, ma poi aumentare la concentrazione invece di ridurre la velocità di polimerizzazione.
Una concentrazione troppo elevata di fotoiniziatore comporta due problemi: in primo luogo, la fotolisi del fotoiniziatore produrrà parte del materiale non polimerizzabile, indebolendo la resistenza chimica e le proprietà fisiche del rivestimento; in secondo luogo, l'elevata concentrazione di fotoiniziatore fa sì che il tasso di polimerizzazione della superficie e il tasso di polimerizzazione del corpo del rivestimento aumentino, che lo spessore del rivestimento sia diverso a seconda delle sollecitazioni, il che renderà il rivestimento accartocciato, ma porterà anche a fratture all'interno della struttura di polimerizzazione e dello strato di polimerizzazione e del substrato Questo può anche portare a fratture all'interno della struttura di polimerizzazione e al distacco dello strato polimerizzato dal substrato.
L'effetto inibitorio dell'ossigeno sulla molecola di ossigeno del fotoiniziatore è un doppio radicale allo stato trilineare, anche se non può avviare la polimerizzazione dell'acrilato, ma è facile competere con la reazione che coinvolge altri radicali. La fotolisi del fotoiniziatore dopo la formazione dei complessi di reazione tra lo stato trilineare e l'ossigeno, la decomposizione complessa dell'iniziatore di stato base viene inattivata; questo fenomeno è noto anche come "quenching"; un altro fenomeno è che i radicali liberi generati dal fotoiniziatore e dalle molecole di ossigeno generano un perossido più stabile in modo che i radicali liberi vengano "rimossi". Questi due fenomeni fanno sì che la velocità di polimerizzazione si riduca notevolmente; prove sperimentali dimostrano che in presenza di un rivestimento di ossigeno dello spessore di 1pm la velocità di polimerizzazione si riduce di 20 volte.
Per superare l'impatto dell'ossigeno sulla velocità di polimerizzazione, si possono adottare le seguenti misure. In primo luogo, l'uso di gas inerte come l'azoto di protezione, questo metodo di attrezzature e costi dei materiali sono più elevati; in secondo luogo, aumentare la concentrazione di fotoiniziatore; in terzo luogo, nel rivestimento è adeguatamente miscelato con la cera, la cera galleggerà sulla superficie per formare uno strato protettivo, isolare il ruolo dell'ossigeno, non dovrebbe essere troppo quando mescolato, altrimenti influenzerà la lucentezza; Quarto, aggiungere un sensibilizzatore amminico, per ridurre l'inibizione dell'ossigeno sulla superficie; quinto, aggiungere alcuni gruppi trifunzionali o quattro gruppi funzionali di monomero acrilato.
La scelta dei fotoiniziatori è basata sui seguenti aspetti: uno è il prezzo, il prezzo dei diversi fotoiniziatori varia di decine di volte; il secondo è il colore, alcuni fotoiniziatori producono sostanze colorate dopo la fotolisi, come la benzaldeide; il terzo è l'odore, come l'accoppiamento del benzene con il dimetilchetone, la reazione produce il formiato di metile, l'odore non può essere utilizzato per l'imballaggio alimentare; quarto è la corrosività , come i derivati dell'acetofenone dopo la reazione produce acido cloridrico; quinto è la stabilità , due benzofenoni e derivati di buona stabilità , e la stabilità del benzoildimetilchetone è scarsa; sesto è il tasso di polimerizzazione, come il tasso di polimerizzazione del benzofenone a buon mercato è molto basso; sette è il fotoiniziatore assorbire la luce UV lunghezze d'onda variano, il seguente grafico mostra diversi fotoiniziatori sensibili alla luce gamma di lunghezze d'onda.
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