2023 La guía completa para el análisis de factores que influyen en la eficiencia de la polimerización del fotoiniciador
Respuesta rápida: En la mayoría de los sistemas UV, los fotoiniciadores se seleccionan equilibrando el ajuste de longitud de onda, el curado completo, el control del color y la velocidad de la línea. Los compradores suelen comparar un paquete mezclado en lugar de un producto aislado.
En los últimos años, la polimerización fotoiniciada se ha utilizado ampliamente en adhesivos fotopolimerizables, tintas fotopolimerizables, recubrimientos fotopolimerizables, impresión 3D y otros campos. El proceso de fotopolimerización a menudo se considera como una especie de «química verde», que utiliza la luz como fuerza impulsora para inducir reacciones de polimerización absorbiendo la energía de los fotones y experimentando reacciones fotoquímicas acompañantes para formar especies activas iniciadoras adecuadas, como radicales libres, cationes, etc.
En primer lugar, las moléculas fotoiniciador son en su mayoría moléculas dipolo con diferentes cargas en ambos extremos de la molécula, que interactúan con el sistema como el dipolo y, por lo tanto, se acumulan en ciertas áreas, por lo que el efecto de jaula de solvente formado por el monómero también afectará la distribución del fotoiniciador. Por ejemplo, en el sistema de fotoiniciador mixto en la práctica, el proceso de mezcla afectará el efecto de la polimerización del orden diferente de adición, la razón fundamental es que el orden diferente de adición de la interacción dipolo del fotoiniciador y el efecto de jaula de solvente en el sistema no es el mismo estado; en segundo lugar, la diferente compatibilidad también conducirá a cambios en la eficiencia de iniciación, como por ejemplo que las moléculas iniciadoras de cadena que contengan fluorocarbono o silicona floten, etc.; y fotoiniciador La falta de homogeneidad del fotoiniciador también afectará el proceso fotoquímico de la molécula en el proceso de fotólisis, por ejemplo, el espectro de absorción de la molécula en un microambiente polar se desplaza al rojo y el rendimiento cuántico de la descomposición se verá afectado.
El proceso de polimerización de la polimerización fotoiniciada ocurre en el momento de recibir luz, por lo que el sistema de polimerización puede ocurrir debido a la diferente capacidad de absorción de luz del iniciador, la capa superficial puede curarse primero para producir la morfología de la superficie, las capas superior e inferior no pueden curarse al mismo tiempo, lo que genera tensiones internas que conducen a la descamación del recubrimiento, o el curado profundo no es completo, lo que resulta en una adhesión reducida; la adición de varios aditivos o cargas y la presencia de oxígeno durante el curado también afectarán el efecto de polimerización final, etc.Por tanto, en la formulación del curado, la selección del fotoiniciador apropiado es crucial. El factor interno es que las propiedades de absorción de luz (principalmente longitud de onda y coeficiente de extinción molar) y la reactividad del fotoiniciador determinan directamente su rendimiento de iniciación, y el factor externo es que el espectro de absorción del fotoiniciador coincide con el espectro de emisión de la fuente de luz, y la homogeneidad y compatibilidad del sistema también afecta directamente la eficiencia de la polimerización.
Por tanto, en aplicaciones prácticas, la formulación debe ajustarse según las necesidades de.
Seleccionar sistemas de fotoiniciadores con mejor superposición con fuentes de luz, usar fotoiniciadores con coeficientes de extinción molar bajos para películas gruesas y seleccionar fotoiniciadores con coeficientes de extinción molar altos para películas delgadas.
ajustar la concentración de fotoiniciador adecuada, que se puede aumentar o disminuir en función de la dosis teórica calculada, incluido el espesor de la película, la intensidad de la luz de la fuente de luz, la velocidad de la cinta transportadora, etc.
Aumentar la homogeneidad del sistema es beneficioso para la polimerización, pero ciertas aplicaciones de campo requieren la búsqueda de la falta de homogeneidad, como mayor rugosidad, efectos ópticos, ángulo de contacto con el agua, etc.
Cómo los formuladores suelen evaluar este tema del fotoiniciador
Cuando los compradores técnicos o los formuladores analizan los fotoiniciadores, el marco de decisión más útil suele ser la calidad del curado más el ajuste de la aplicación: qué paquete cura de manera confiable, mantiene una apariencia aceptable y aún funciona bajo la lámpara, el espesor de la película y las condiciones del sustrato del proceso real.
- Primero haga coincidir el paquete con la lámpara: las lámparas de mercurio, los LED UV y los sistemas de luz visible pueden clasificar los mismos fotoiniciadores de manera muy diferente.
- Compruebe el curado en profundidad y el curado en superficie por separado: una película que se siente seca en la parte superior aún puede estar débil en la parte inferior.
- Equilibrar el amarilleo con la reactividad: la ruta de curado profundo más fuerte no siempre es la mejor opción comercial si el riesgo de color o migración se vuelve inaceptable.
- Utilice la fórmula final como punto de referencia: la carga de pigmento, el paquete de monómero y el espesor de la película pueden cambiar la clasificación aparente del mismo iniciador.
Referencias de productos recomendados
- CHLUMINIT TPO-L: Una fuerte referencia de bajo amarilleamiento para sistemas UV orientados a LED.
- CHLUMINIT 819: Útil cuando una formulación necesita una absorción más fuerte y un soporte de curado más profundo.
- CHLUMINIT LAP: Una buena opción cuando se están revisando la respuesta a la luz azul o las ventanas de curado avanzado.
- CHLUMINIT TMO: Un valioso punto de comparación cuando las discusiones sobre un menor amarilleamiento o reemplazo de TPO son importantes.
Preguntas frecuentes para compradores y formuladores
¿Por qué son tan comunes los paquetes de fotoiniciadores combinados?
Debido a que un producto puede controlar el amarilleo o el ajuste de la lámpara mientras que otro mejora la profundidad de curado o el rendimiento de la velocidad de la línea, el paquete completo suele ser más fuerte que cualquier grado individual.
¿La curación incompleta siempre debe resolverse agregando más iniciador?
No automáticamente. La verdadera limitación puede ser la lámpara, el espesor de la película, el tono del pigmento o el resto del sistema reactivo en lugar de una simple dosis insuficiente.
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Cuando la eficiencia del fotoiniciador es el cuello de botella, muchos formuladores comienzan comparando el fotoiniciador TMO y el fotoiniciador TPO-L en cuanto a rango de absorción, perfil de amarilleo y respuesta de curado por LED.