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基础研究 | 脂环族环氧UV阳离子光固化的影响因素探讨

日期:2022年11月25日浏览量:

新材料素有“工业魔术”之称,每一次革命性新技术、新材料的大规模应用,都必然带动新一波产业革命的浪潮。近年来随着UV 光固化技术的迅猛发展,其 5E”的显著特点【Efficient(高效)、Energy saving(节能)、Environmental friendly(环保)、Economical(经济)、Enabling(适应性广)】得到了越来越广泛的应用。

为了充分迎接这波技术演进,江苏泰特尔新材料科技于2019 年斥资在上海松江建立了脂环族环氧应用技术服务中心,配备了photo-dcs,流变仪,photo-DEA,ATR-FTIR,履带式光固化机等设备,旨在为下游热固化/光固化客户提供技术支持和服务。中心运行近两年来,成功地为100多家国内外用户提供了较为满意的技术解决方案,但在技术服务过程中,我们也发现了国内用户对脂环族环氧的固化技术尤其是UV 阳离子光固化技术的了解参差不齐,为此我们组织技术团队专门编辑了《脂环族环氧产品应用指南》系列资料用于产品应用知识的推广。下面以应用最广泛的脂环族环氧单体TTA21TTA26 为例,就不少用户关心的UV 阳离子光固化过程中的影响因素做个总结,以飨读者。

脂环族环氧产品应用指南(节选)

技术服务中心部分仪器


温度对阳离子UV光固化转化率的影响(所有测数据为典型值,非限定值)

测试条件:Photo-DSC,汞灯,光强60mW/cm²

TTA21: TTA UV-692=100 :5

实验现象:温度从25℃到65℃,转化率明显升高。

原因分析:由于温度的提高,提高了活性种的分子热运动,增加了碰撞几率,加速了聚合速率,进而提高转化率。

湿气对阳离子UV光固化转化率的影响(所有测数据为典型值,非限定值)

测试条件:Photo-DSC,汞灯,光强60mW/cm²

TTA21: TTA UV-692=100 :5

实验现象:湿度增加,转化率逐渐提高。

原因分析:由于湿气具有扩链作用,克服了脂环族环氧的位阻效应,使得环氧基更容易进攻碳正离子,进而提高转化率。

光引发剂种类对阳离子UV光固化速率的影响(所测数据为典型值,非限定值)

测试条件:Photo-DHR,汞灯,850mW/cm2

TTA21:阳离子光引发剂=100:5

实验现象:阳离子光引发剂种类不同,聚合反应速率也不同。由图上可看出,光引发剂活性TTA UV692(硫鎓锑酸盐)>TTA UV693(硫鎓磷酸盐)>Irgacure 250(碘鎓盐)。

多元醇对阳离子UV 光固化速率的影响(所有测数据为典型值,非限定值)

测试条件:Photo-DHR,汞灯,850mW/cm2

TTA26TTA UV693:多元醇=100:5:10

实验现象:由图上可看出,配方中加入多元醇,对聚合速率是有促进作用的。多元醇种类不同,聚合反应速率也不同,促进作用T250(PTMG)>PCL3057>TMPMP。

原因分析:多元醇作为链转移剂,与环氧化物共反应,可提高聚合反应速率。

氧杂环丁烷对阳离子UV 光固化速率的影响(所有测数据为典型值,非限定值)

测试条件:PhotoDHR,汞灯,850mW/cm2

实验现象:配方中加入氧杂环丁烷,对聚合速率是有促进作用的。随氧杂环丁烷比例的增加,光固化速率相应增加。