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新材料素有“工業魔術”之稱,每一次革命性新技術、新材料的大規模應用,都必然帶動新一波產業革命的浪潮。近年來隨著UV 光固化技術的迅猛發展,其 “5E”的顯著特點【Efficient(高效)、Energy saving(節能)、Environmental friendly(環保)、Economical(經濟)、Enabling(適應性廣)】得到了越來越廣泛的應用。
為了充分迎接這波技術演進,江蘇泰特爾新材料科技于2019 年斥資在上海松江建立了脂環族環氧應用技術服務中心,配備了photo-dcs,流變儀,photo-DEA,ATR-FTIR,履帶式光固化機等設備,旨在為下游熱固化/光固化客戶提供技術支持和服務。中心運行近兩年來,成功地為100多家國內外用戶提供了較為滿意的技術解決方案,但在技術服務過程中,我們也發現了國內用戶對脂環族環氧的固化技術尤其是UV 陽離子光固化技術的了解參差不齊,為此我們組織技術團隊專門編輯了《脂環族環氧產品應用指南》系列資料用于產品應用知識的推廣。下面以應用最廣泛的脂環族環氧單體TTA21、TTA26 為例,就不少用戶關心的UV 陽離子光固化過程中的影響因素做個總結,以饗讀者。
脂環族環氧產品應用指南(節選)
技術服務中心部分儀器
溫度對陽離子UV光固化轉化率的影響(所有測數據為典型值,非限定值)
測試條件:Photo-DSC,汞燈,光強60mW/cm2
TTA21: TTA UV-692=100 :5
實驗現象:溫度從25℃到65℃,轉化率明顯升高。
原因分析:由于溫度的提高,提高了活性種的分子熱運動,增加了碰撞幾率,加速了聚合速率,進而提高轉化率。
濕氣對陽離子UV光固化轉化率的影響(所有測數據為典型值,非限定值)
測試條件:Photo-DSC,汞燈,光強60mW/cm2
TTA21: TTA UV-692=100 :5
實驗現象:濕度增加,轉化率逐漸提高。
原因分析:由于濕氣具有擴鏈作用,克服了脂環族環氧的位阻效應,使得環氧基更容易進攻碳正離子,進而提高轉化率。
光引發劑種類對陽離子UV光固化速率的影響(所測數據為典型值,非限定值)
測試條件:Photo-DHR,汞燈,850mW/cm2
TTA21:陽離子光引發劑=100:5
實驗現象:陽離子光引發劑種類不同,聚合反應速率也不同。由圖上可看出,光引發劑活性TTA UV692(硫鎓銻酸鹽)>TTA UV693(硫鎓磷酸鹽)>Irgacure 250(碘鎓鹽)。
多元醇對陽離子UV 光固化速率的影響(所有測數據為典型值,非限定值)
測試條件:Photo-DHR,汞燈,850mW/cm2
TTA26:TTA UV693:多元醇=100:5:10
實驗現象:由圖上可看出,配方中加入多元醇,對聚合速率是有促進作用的。多元醇種類不同,聚合反應速率也不同,促進作用T250(PTMG)>PCL3057>TMPMP。
原因分析:多元醇作為鏈轉移劑,與環氧化物共反應,可提高聚合反應速率。
氧雜環丁烷對陽離子UV 光固化速率的影響(所有測數據為典型值,非限定值)
測試條件:PhotoDHR,汞燈,850mW/cm2
實驗現象:配方中加入氧雜環丁烷,對聚合速率是有促進作用的。隨氧雜環丁烷比例的增加,光固化速率相應增加。