Устойчивость к истиранию является важным свойством для многих отвержденных продуктов, таких как покрытия, клей и композиты. Он определяет долговечность и срок службы этих материалов, особенно в приложениях, где они подвергаются механическому износу. Как ведущий поставщик фотоинициатора, мы понимаем важность повышения устойчивости к истиранию вылеченных продуктов. В этом сообщении мы рассмотрим, как фотоинициаторы могут сыграть важную роль в достижении этой цели.
Понимание фотоинициаторов
Фотоинициаторы - это вещества, которые инициируют процесс полимеризации при воздействии света, обычно ультрафиолетового (УФ) или видимого света. Когда фотоинициаторы поглощают фотоны соответствующей длины волны, они подвергаются химической реакции, которая генерирует реактивные виды, такие как свободные радикалы или катионы. Эти реактивные виды затем реагируют с мономерами или олигомерами в составе, заставляя их связывать вместе и сформировать связанную полимерную сеть.
Существуют два основных типа фотоинициаторов: фотоинициаторы свободных радикалов и катионные фотоинициаторы.Свободный радикальный фотоинициаторгенерировать свободные радикалы при облучении, которые реагируют с ненасыщенными двойными связями углерода в мономерах. С другой стороны,Высокопроизводительный катионный фотоинициаториТермостабильный катионный фотоинициаторгенерировать катионы, которые могут инициировать полимеризацию мономеров с функциональными группами, такими как эпоксиды и виниловые эфиры.
Механизмы улучшения устойчивости к истиранию
Крест - Улучшение плотности канала
Одним из основных способов повышения устойчивости к истиранию является увеличение плотности перекрестной связи в калечих полимерных сети. Более высокая плотность перекрестия означает, что полимерные цепи более тесно связаны вместе, образуя более жесткую и устойчивую структуру.
Фотоинициаторы свободных радикалов могут инициировать полимеризацию многофункциональных мономеров, которые имеют несколько реактивных групп. Когда эти мономеры полимеризуются, они образуют тесную связанную сеть. Например, в ультрафиолетовой формулировке покрытия, использование фотоинициатора свободного радикала с трифункциональным акрилатным мономером может привести к покрытию с более высокой плотностью перекрестной связи по сравнению с монофункциональным акрилатом. Эта повышенная плотность перекрестной связи делает покрытие более устойчивым к истиранию, так как оно может лучше противостоять силам, применяемым во время износа.
Катионные фотоинициаторы также имеют возможность увеличивать плотность перекрестной связи. Катионная полимеризация эпоксидных мономеров может привести к образованию трех -размерной сети с высокой плотностью перекрестной связи. Процесс катионной полимеризации менее чувствителен к ингибированию кислорода по сравнению с полимеризацией свободных радикалов, что позволяет обеспечить более эффективную связь, особенно в тонких пленках или покрытиях.
Поверхностная твердость увеличивается
Фотоинициаторы могут способствовать увеличению твердости поверхностных вылеченных продуктов, что тесно связано с сопротивлением истиранию. Более сложная поверхность с меньшей вероятностью будет поцарапать или износить контактом с другими материалами.
Когда фотоинициатор инициирует процесс полимеризации, полученная полимерная сеть может иметь высокую температуру стеклования (TG). Высокий TG означает, что полимер находится в более жестком состоянии при комнатной температуре, что приводит к более сложной поверхности. Например, в ультрафиолетовом адгезиве, используя фотоинициатор, который способствует полимеризации мономеров с высокими характеристиками TG, может привести к клею с улучшенной поверхностной твердостью и, следовательно, лучшей сопротивлением истиранию.
Некоторые фотоинициаторы также могут способствовать формированию градиента в плотности перекрестного звена вблизи поверхности отвержденного продукта. Более высокий крест - плотность связи на поверхности создает более сложную «кожу», которая защищает основной материал от истирания.
Совместимость с истиранием - устойчивые добавки
Фотоинициаторы могут повысить совместимость между полимерной матрицей и иразированными - устойчивыми добавками. Истирание - устойчивые добавки, такие как наночастицы кремнезема, глинозем или углеродные нанотрубки, могут быть включены в состав для повышения устойчивости к истиранию. Тем не менее, чтобы эти добавки были эффективными, они должны быть хорошо - рассеяны в полимерной матрице.
Фотоинициаторы могут влиять на вязкость и реакционную способность состава во время процесса полимеризации. Тщательно выбрав фотоинициатор, мы можем убедиться, что добавки равномерно распределены и что полимерная матрица может эффективно связываться с добавками. Это улучшает общую производительность вылеченного продукта с точки зрения устойчивости к истиранию. Например, в ультрафиолетовом композите фотоинициатор, который допускает хорошую дисперсию наночастиц кремнезема, может привести к композиту с повышенной устойчивостью к истиранию из -за комбинированного эффекта полимерной сети и твердых наночастиц.
Выбор правого фотоинициатора
Характеристики длины волны и поглощения
Выбор фотоинициатора зависит от источника света, используемого для отверждения. Разные фотоинициаторы имеют разные спектры поглощения, и им необходимо соответствовать спектру излучения источника света. Для лечения ультрафиолетового излечения есть фотоинициаторы, которые поглощают в регионах UVA (320 - 400 нм), UVB (280 - 320 нм) и UVC (100 - 280 нм).
Если источник света излучает в основном световой световой институт, должен быть выбран фотоинициатор с сильным поглощением в области UVA. Это обеспечивает эффективную инициацию процесса полимеризации, что приводит к хорошо вылеченному продукту с хорошей устойчивостью к истиранию. Например, в ультрафиолетовой системе отверждения, которая выделяет свет при 365 нм, фотоинициатор с высоким пиком поглощения около 365 нм был бы идеальным.
Реакционная способность и скорость лечения
Реакционная способность и скорость лечения фотоинициатора также являются важными факторами. Высокореактивный фотоинициатор может быстро инициировать процесс полимеризации, что приведет к более короткому времени отверждения. Это полезно в промышленных приложениях, где требуется высокая скорость добычи.
Однако в некоторых случаях может быть предпочтительным фотоинициатором медленного лечения. Более медленный процесс отверждения может обеспечить лучшее выравнивание и поток состава, прежде чем он лечит, что может привести к более однородному и дефектному - свободному отвержденному продукту. Эта однородность может способствовать улучшению сопротивления истирания. Например, в большой области ультрафиолетового ультрафиолетового покрытия можно использовать фотоинициатор с умеренной скоростью лечения для обеспечения надлежащего нанесения покрытия и гладкой поверхности.
Стабильность и хранение
Стабильность фотоинициатора имеет решающее значение для полки - срок службы формулировки. Фотоинициаторы должны быть стабильными в нормальных условиях хранения, чтобы предотвратить преждевременную полимеризацию. Некоторые фотоинициаторы могут быть чувствительными к тепло, свету или влаге, что может повлиять на их производительность.
Как поставщик фотоинициатора, мы предлагаем продукты с хорошей стабильностью. Например, нашТермостабильный катионный фотоинициаторпредназначен для выдержания повышенных температур при хранении и обработке без значительного ухудшения, обеспечивая постоянные характеристики в повышении сопротивления истирания вылеченных продуктов.
Тематические исследования
УФ - вылеченные покрытия для автомобильных применений
В автомобильной промышленности ультрафиолетовые покрытия широко используются для их быстрого времени отверждения и отличной производительности. Ведущий автомобильный производитель стремился повысить стойкость к истиранию их прозрачного пальто.
Мы рекомендовали комбинациюВысокопроизводительный катионный фотоинициатори свободный радикальный фотоинициатор. Катионный фотоинициатор использовался для инициирования полимеризации эпоксидных мономеров, которые обеспечивали высокую плотность перекрестной связи и хорошую адгезию подложке. Фотоинициатор свободного радикала использовался с акрилатными мономерами для усиления поверхностной твердости покрытия.
Получающийся прозрачный слой имел значительно повышенную устойчивость к истиранию, как показано стандартными тестами на истирание. Покрытие может противостоять нескольким циклам втирания абразивным материалом, не показывая значительные признаки износа, обеспечивая длительное и высокое качественное отделение для автомобильных деталей.
УФ - вылеченные клеев для электронных устройств
Электронные устройства часто требуют клея с хорошей сопротивлением истиранию для защиты компонентов от механического повреждения. Производитель смартфонов сталкивался с проблемами с устойчивостью к истиранию их связующего клея.
Мы предложили использовать фотоинициатор свободного радикала, который был совместимы с смесью акрилатных мономеров с различными функциями. Фотоинициатор позволил создать высокопроизводимый клей с высоким TG. Клей был также сформулирован с наночастицами кремнезема в качестве устойчивой добавки.
Новый клей имел улучшенную поверхностную твердость и стойкость к истиранию. Он может противостоять повторяющимся процессам сборки и разборки во время производства и ремонта смартфонов, не теряя прочность на связь и не поврежден путем истирания.
Заключение
Фотоинициаторы играют жизненно важную роль в повышении устойчивости к истиранию вылеченных продуктов. Увеличивая плотность перекрестия - увеличение твердости поверхности и улучшая совместимость с истиранием - устойчивыми добавками, фотоинициаторы могут значительно повысить производительность покрытий, кледей и композитов.
Как поставщик фотоинициатора, мы стремимся обеспечить высокие - качественные фотоинициаторы, которые удовлетворяют конкретные потребности наших клиентов. Наш диапазонСвободный радикальный фотоинициаторВВысокопроизводительный катионный фотоинициатор, иТермостабильный катионный фотоинициаторпредлагает решения для различных приложений.
Если вы заинтересованы в улучшении сопротивления истирания ваших вылеченных продуктов, мы приглашаем вас связаться с нами для консультации. Наша команда экспертов может помочь вам выбрать наиболее подходящего фотоинициатора для вашей формулировки и обеспечить техническую поддержку на протяжении всего процесса.
Ссылки
- Bradley, DC, & Bowman, CN (2001). Кинетика фотоинициированной полимеризации. Прогресс в полимерной науке, 26 (12), 1839 - 1910.
- Дитликер, К. (1991). Химия и технологии УФ и состава EB для покрытий, чернил и красок. Том 3: Фотоинициаторы для свободной радикальной и катионной полимеризации. Sita Technology Ltd.
- Webster, DC (2004). Фотоиницированная полимеризация: достижения в системах инициации и новое фотоинитирование поведения. Прогресс в органических покрытиях, 50 (2), 219 - 228.