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为什么深紫外LED灯珠固化过程中表面氧阻聚是一直困扰人们?

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为什么深紫外LED灯珠固化过程中表面氧阻聚是一直困扰人们?

发布日期:2014-08-07 作者:深紫外LED灯珠 点击:

  在深紫外LED灯珠固化进程中外表氧阻聚是一向困惑大家的问题:
  在空气中光固化时,氧阻聚效果常常致使涂层底层固化、外表未固化而发黏。
  氧阻聚最终可致使涂层表层呈现很多羟基、羰基、过氧基等氧化性构造,然后影响涂层的长时间安稳性,乃至也许影响固化后漆膜的硬度、光泽度和抗划伤性等功能。
  为何?
  一般物质的基态是单线态,O2 的安稳态却是三线态,有两个自旋方向相同的未成对电子。因而,它会与自由基的聚合反响竞赛而耗费自由基。
  因为绝大多数光固化技术是在空气环境中进行的,并且首要的应用是涂料和油墨等具有极大外表/体积比的资料,所以O2 对光固化资料的自由基聚合反响有不容忽略的阻聚效果。
  尤其涂膜厚度较薄时,油性有机系统中氧的浓度一般小于或等于2×10-3 mol/L,不只配方系统中溶解的氧分子阻挠聚合,在光引起进程中,跟着固化系统中氧分子的耗费,涂层外表空气中的氧也能够敏捷分散至固化涂层内,持续阻挠聚合。系统华夏溶解的氧浓度很低,较简单耗费掉。关于关闭系统,初级活性自由基耗费溶解氧的进程根本相当于聚合诱导期。相对而言,自外界不断分散至涂层内部的氧才是阻挠聚合的首要原因。氧阻聚也最简单发生在涂层的浅表层或全部较薄涂层内,因为这些区域内,环境中的氧分子分散更简单些。

深紫外LED灯珠


  氧损坏外表办法--猝灭、铲除和氧化。具体机理如下:
  猝灭
  处于基态的三线态O2 能够作为猝灭剂与光活化了的引起剂(以Phi 表明)反响构成合作物,然后将激起三线态的光引起剂猝灭。其进程表明如下:
  Phi →(Phi)*→(Phi)*, (Phi)*+(O2)→ Phi +(O2)
  上述进程中,O2 被激起至生动的单线态,光引起剂则从激起态回到基态,然后阻挠活性自由基的产生。大多数裂解型光引起剂的激起三线态寿命比较短,在激起态引起剂与O2 效果前,引起剂就现已分解掉,所以O2 与光引起剂发生双分子猝灭效果的概率相对较低,常常能够疏忽。
  铲除
  基态的O2 本质上是双自由基,因而对光引起进程中产生的活性自由基有较强的加成活性[k>109/(mol·s)],构成比较安稳的过氧化自由基。此进程速率较快,可与活性自由基对单体的加成反响相竞赛,对聚合进程的阻挠效果最明显。它能够分为以下2 个步骤:
  活性自由基引起单体聚合。
  R·+CH2═CXY→R─CH2─C·XY+单体→聚合物
  活性自由基与O2 加成。
  R·+O2→R─O─O·(过氧自由基)
  R─CH2─C·XY+O2→R─CH2─CXY─O─O·
  氧化
  氧分子还能够把现已与单体聚合的自由基氧化成过氧化物,阻挠单体的聚合。
  显然,在这三种情况下,聚合速率都会降低,并且过氧化物的构成会影响固化涂层的功能。应当注意的是,自由基R·与O2的反响速率常数比其与单体分子的反响速率常数大104 ~ 105倍,所以即便涂层中只存在微量的氧,也不能忽略R·与O2反响时生成的过氧化自由基ROO·。因为ROO·十分安稳,没有引起聚合反响的才能,O2的存在耗费了活性自由基R·,使反响聚合速率降低,并使其显示出诱导期。所以O2是常温下光固化系统自由基聚合的阻聚剂。
  现有按捺氧阻聚办法
  物理办法:惰性气体保护法、浮蜡、覆膜、强光照耀、散布照耀
  化学办法:参加供给生动氢的物质──硫醇、胺、醚类丙烯酸酯(丙烯酸酯能与涂料融为一体避免外表开裂,也能够减小气味);相同条件下供给氢原子才能:硫醇类>胺类>醚类
  以胺为比如,反响机理下图:胺上有6个生动氢,能够耗费6个氧。
  通过对这些办法的一系列试验,咱们得出以下定论:
  不管是能量高或许低的固化设备,只需经硫醇类、氨类或许是醚类改性的丙烯酸酯都能进步外表反响性;
  外表反响性跟着改性丙烯酸酯浓度添加而加速。
  巯基能够和聚醚丙烯酸酯或许高反响性构造协同效果;
  改动涂料的配方或许是厚度也能够供给外表反响性。缩短低能量照耀到基材的间隔避免外表固化被损坏。

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