Introductie van gegevens over veelgebruikte UV-monomeren in UV-inkjet
Er zijn veel soorten UV-lichtuithardende monomeren en de classificatiemethode is ook ingewikkeld. Bijvoorbeeld, volgens het mechanisme van de uithardingsreactie, kunnen ze worden onderverdeeld in vrije radicale uitharding en kation uitharding; volgens het aantal functionele groepen die betrokken zijn bij de reactie, kunnen ze worden onderverdeeld in monofunctionele, bifunctionele, trifunctionele en multifunctionele monomeren. Dit artikel is bedoeld om de volgende diagrammen te gebruiken om te classificeren, in de hoop wat inspiratie of hulp te bieden aan vrienden die zich bezighouden met het ontwerpen van UV-inkjet formuleringen.
Op dit moment worden acrylaten en enkele stikstofhoudende monomeren op grote schaal gebruikt in UV-uithardende inkjets. Daarom richt dit artikel zich ook op het samenvatten van deze monomeren.
Vrienden die bekend zijn met het ontwerpen van inkjetformules weten dat de geur van monomeren, verdunning en Tg-punt belangrijkere gegevens zijn.
Welke factoren zijn meestal gerelateerd aan de geur van monomeren (Geur) Het moleculaire gewicht van het acrylaat is klein, maar het heeft bijna geen geur. Als je er goed over nadenkt, zul je merken dat er waterstofbruggen worden gevormd tussen de moleculen, waardoor het moeilijk ontsnapt, dus we denken na over de vraag of een monomeer een geur heeft Als het groot is, moet dit worden beoordeeld aan de hand van de gegevens van de dampdruk van de stof. Hoe hoger de dampdruk, hoe makkelijker de stof uitstraalt, dus de concentratie van de stof die we kunnen binnenkrijgen is relatief hoog. Als de dosis eenmaal op is, zal de smaak gemakkelijk naar buiten komen. Natuurlijk zijn er nog andere factoren, zoals een stof die gemakkelijk ontleedt bij kamertemperatuur. De geurige kleine moleculaire componenten die ontsnappen zullen ook geur hebben. Samenstellingen die sulfhydrylgroepen bevatten en bekend zijn in de lichtuithardingsindustrie behoren tot deze categorie. Daarnaast zijn sommige geuren afkomstig van de reacties die tijdens het productieproces van een bepaald materiaal worden toegevoegd. Daarom leveren sommige monomeerleveranciers twee of meer versies van monomeren, meestal Tolueenvrije monomeren of monomeren met een hoge zuiverheid.
De viscositeit van het monomeer (viskeus): meestal denken we dat hoe lager de viscositeit van het monomeer is, hoe beter de verdunning is. In het acrylaatsysteem voldoen de meeste monomeren aan deze regel. Viscositeit weerspiegelt de sterkte van de intermoleculaire kracht. Hoe sterker de intermoleculaire kracht bij dezelfde temperatuur, hoe hoger de viscositeit. De verdunningskracht is niet alleen gerelateerd aan de viscositeit van het monomeer, maar ook aan de polariteit van het monomeer. De viscositeit van acrylaten met middellange koolstofketens (C8~C10) is niet hoog, maar wordt soms gebruikt in formules. Naast de invloed op de uithardingssnelheid en de hardheid van de filmlaag, is het grootste verborgen gevaar dat de polariteit van het koolstofketendeel relatief klein is en dat de intermoleculaire kracht tussen het monomeer en zichzelf klein is, zodat het ook kan interageren met de harsmoleculen. De kracht is ook klein, en het is waarschijnlijk dat de hars niet goed kan worden opgelost na het toevoegen van meer, dat wil zeggen, de compatibiliteit met het inktsysteem kan problematisch zijn.
Tg is de glasovergangstemperatuur. De betekenis van deze parameter wordt begrepen volgens de polymeerfysica. Het is de kritische waarde van de temperatuur waarbij de ketenschakels in het polymeer nog net vrij kunnen ronddraaien. Het verschilt van het smeltpunt en kookpunt van kleine moleculen. Het is geen De plotselinge verandering van endotherme en exotherme temperatuur is een breed scala van temperatuurveranderingen. Om de karakterisering te vergemakkelijken, wordt de waarde meestal genomen op een bepaald punt in dit bereik. Natuurlijk, de karakterisering gegevens heeft een grote relatie met de meetmethode, zodat hetzelfde monster in verschillende De gegevens verkregen onder de testomstandigheden kunnen sterk variëren, zodat de Tg gegevens geïntroduceerd in het volgende artikel is slechts een referentie. Nu we de betekenis van Tg begrijpen, kunnen we ook iets dieper ingaan op een belangrijker concept van "drie toestanden en twee overgangen" in polymeermaterialen (strikt genomen geldt dit voor amorfe polymeren).
Het begrip van de glazen toestand is vergelijkbaar met het glas dat we hebben gezien. Glas is eigenlijk niet gekristalliseerd, maar bij kamertemperatuur is het een "vast" systeem, maar strikt genomen zou het "vloeibaar" moeten zijn, alleen de temperatuursomstandigheden beperken de beweging van de moleculen. Als een amorf polymeer zich in een glazen toestand bevindt, kan het "segment" niet bewegen en bevindt het zich in de zogenaamde gesloten toestand. Op dat moment is het systeem zo hard als glas.
De hoogelastische toestand is eigenlijk een toestand waarin het "ketensegment" vrij kan bewegen maar de hele polymeerketen nog niet kan glijden. Op dit moment heeft het systeem een goede elasticiteit.
De viskeuze vloeistaat is de toestand waarin de polymeerketen kan bewegen, vergelijkbaar met onze gewone vloeistof. Voor vernet polymeer zal de spanning natuurlijk niet toenemen wanneer het de viskeuze vloeitemperatuur bereikt, omdat de beweging van de polymeerketen beperkt is.
"Twee overgangen" is de verbinding tussen "toestand" en "toestand", en omvat voornamelijk de glazen toestand en de visco-elastische toestand. Het is niet moeilijk te begrijpen dat wanneer de glastoestand zich in een lager temperatuurbereik bevindt, dat wil zeggen wanneer het Tg-punt waar we het over hebben erg laag is, het zich in een visco-elastische toestand kan bevinden bij kamertemperatuur. "Kan er niet doorheen". Daarom hopen we bij het ontwerpen van de formule van harde inkt dat het Tg-punt hoog is, waardoor het "goed droogt" en de oppervlaktehardheid ook hoog is; bij het ontwerpen van de formule van zachte inkt is het iets moeilijker en hopen we dat het Tg van de uitgeharde filmlaag in het elastische gebied kan liggen. zodat het betere trekeigenschappen heeft.
Brekingsindex: hoe hoger de brekingsindex, hoe beter de glans, omdat het licht gemakkelijker heen en weer kan breken op het oppervlakkige oppervlak. Daarnaast kan een hoge brekingsindex ook helpen om de dekking van het pigment te verbeteren, maar als de brekingsindex niet te hoog is, is dit positieve effect bijna verwaarloosbaar.
We zullen deze parameters later voornamelijk bespreken.
2. UV-inkjet vaak gebruikt monofunctioneel acrylaatmonomeer
2.1 Monofunctionele acrylaten met verzadigde koolstofketens van verschillende lengte
Het structuurdiagram en de structuur- en gegevenstabel van gedeeltelijk zuiver verzadigd koolstofketenacrylaat zijn als volgt:
Uit Tabel 2-1 kunnen we afleiden dat de Tg van homopolymeren met verschillende koolstofketenlengtes sterk varieert. Naarmate het aantal koolstofatomen toeneemt, neemt de Tg-waarde eerst af en vervolgens toe. Wanneer het aantal koolstofatomen tot een bepaalde waarde toeneemt, vormt dit een langste "ketensegment" en verder toenemen komt overeen met het volgende "ketensegment", zodat de Tg dienovereenkomstig verandert. Laten we eens kijken naar verschillende acrylaten met isomeren van n-butyl, isobutyl en tert-butyl. We zien dat n-butyl het laagste Tg-punt heeft en tert-butyl het hoogste, wat betekent dat de sterische hinder het tegenovergestelde effect heeft. De beweging van het "ketensegment" heeft een grotere invloed.
Daarnaast kijken we naar de Tg van de twee decylesterisomeren. Het is te zien dat de lengte van een "ketensegment" ongeveer C5 is. Als de waarde groter is, ligt het Tg-punt hoger.
Hoe brengen we dit acrylaat met verschillende koolstofketens aan op de inkt?
Allereerst onderzoeken we de dampdrukgegevens. Ethyl- en butylesters met kleinere molecuulgewichten hebben meestal een sterke geur en worden zelden gebruikt in inktformules. Hoewel decylesters en laurylesters met iets langere koolstofketens een lagere viscositeit en een lagere Tg hebben, lijkt het erop dat ze kunnen worden toegepast op zachte inkt om zeer zacht en wrijfweerstand te krijgen, maar we moeten hun polariteit niet negeren. Zulke monomeren moeten niet te veel worden toegevoegd. Over het algemeen worden ze gebruikt als extra monomeren voor interne plastificering. Monomeren worden veel gebruikt bij de synthese van lijmharsen en er hoeft niet te veel te worden toegevoegd. Een daarvan is de zojuist genoemde compatibiliteit, en de andere is dat wanneer de hoeveelheid toevoeging groot is, de uitharding traag zal zijn. Deze monomeren worden ook gebruikt in 3D inkjet printen en door hun compatibiliteit geven ze afgedrukte modellen een wasachtig uiterlijk en gevoel.
Van de bovengenoemde monomeren zijn BA, 2-EHA, ISODA, 2-PHA, LA en SA allemaal verkrijgbaar bij grote fabrikanten van fotocurabele grondstoffen.
2.2 Monofunctionele acrylaten met niet-aromatische carbocycliden
Naast de alcoholische hydroxylgroep hebben andere delen van de alcohol voor het acrylameren een ring gevormd door koolstofatomen. Monomeren met carbocyclische ringen worden ook gebruikt op het gebied van inkjet, maar het aantal is relatief klein. Hieronder bespreken we de mogelijke toepassingen op basis van de structurele parameters.
Deze drie naast elkaar vergelijken komt omdat alleen de substituenten op verschillende posities op de cyclohexylgroep verschillend zijn, en het effect op de Tg van de cyclohexylgroep zo verschillend is. Het verschil tussen TMCHA en TBCHA en CHA kan enkele tientallen graden Celsius zijn. Het is te zien dat hoe meer rigide substituenten zoals methylgroepen direct op de ring zijn gesubstitueerd, hoe "harder" het polymeer zal zijn na uitharding. In feite heeft de verzadigde ringstructuur ook het voordeel van waterbestendigheid en betere vergeling. De waterbestendigheid is goed omdat de polariteit van de groepen laag is. Volgens de ervaring van "vergelijkbare compatibiliteit" is het hydrofobe effect duidelijk. De goede vergelingsbestendigheid komt omdat het niet zoals monomeren is die een aromatische ringstructuur bevatten, die gemakkelijk geoxideerd wordt door complexe factoren zoals licht en warmte in de omgeving bij de methylgroep die gesubstitueerd wordt door de aromatische ring om een "chinon" structuur te vormen. Conjugatie leidt tot een rode verschuiving van de absorptiegolflengte en er is een bepaalde golflengteabsorptie in het zichtbare lichtgebied, zodat het resultaat van vergeling macroscopisch te zien is.
Vervolgens kijken we naar een groep acrylaten met een bi- of polycyclische structuur. Deze acrylaten hebben zonder uitzondering een hogere Tg en een relatief snellere uitharding.
Het bekendste is isobornylacrylaat (IBOA), dat een speciale geur heeft die lijkt op kamferolie. De synthese van dit type monomeer wordt meestal verkregen uit de overeenkomstige olefine door Lewiszuurkatalyse om een hydroxylgroep te verkrijgen en wordt uitgevoerd met acrylzuur. Door verestering, proces en kostenoverwegingen is de zuiverheid van dergelijke producten niet erg hoog. Daarnaast zijn er dicyclopentadieen (DCPA), adamantaan (Adamantaan) series acrylaten met ringen, maar de prijs is niet goedkoop, de bijbehorende gegevens zijn moeilijk uitgebreid te verzamelen, het moet worden toegepast op speciale gebieden. Alleen de structuur en enkele parameters worden ter referentie vermeld.
Als je een COA, MSDS of TDS van UV-monomeren nodig hebt, kun je me mailen. info@longchangchemical.com tijdens kantooruren (8:30 tot 18:00 UTC+8 ma. ~ za.) of gebruik de live chat op de website voor een snel antwoord.
Je kunt op het volgende artikel klikken om het te lezen en te begrijpen Wat is UV-inkt? Wat is het verschil tussen uv-inkt en gewone inkt?