Сравнение ультрафиолетового свободнорадикального и катионного отверждения
Ультрафиолетовое (УФ) отверждаемое покрытие — это новое экологически чистое покрытие, впервые разработанное в Германии в конце 1960-х годов, которое обладает такими преимуществами, как высокая эффективность, энергосбережение, отсутствие загрязнения окружающей среды, быстрое образование пленки и отличные характеристики покрытия, и поэтому получило быстрое развитие. В 1994 году Китай потреблял 3,100-3,300 тонн различных типов УФ-отверждаемых покрытий, а в 1998 году потребление составило 6,200-6,400 тонн, со среднегодовым темпом роста более 25%. УФ-отверждение можно разделить на свободно-радикальное отверждение и катионное отверждение. В настоящее время широко используется отечественное свободнорадикальное отверждение, катионное отверждение также рассматривается в ряде литературных источников. Тем не менее, конкретное использование технологии катионного отверждения, отечественных не сообщалось; УФ свободных радикалов и катионного отверждения в использовании и производительности различия между двумя, но также не видел соответствующей литературы.
1) Сравнительный механизм УФ-радикального отверждения и катионного отверждения
При УФ-облучении разложение различных фотоинициаторов дает разные результаты, некоторые производят свободные радикалы, некоторые производят катионы, свободные радикалы или катионы могут вызвать соответствующие цвиттерионные и реактивные разбавители с реактивной активностью, происходят реакции полимеризации, образуется трехмерная сетевая структура полимера.
При УФ-инициированной свободно-радикальной полимеризации существует большая вероятность деактивации или обрыва цепочки свободных радикалов, а также меньшая вероятность продолжения полимеризации и отверждения после прекращения действия света. Между тем, кислород также легко реагирует со свободными радикалами, образуя более стабильные пероксидные радикалы, поэтому кислород играет роль в блокировании полимеризации. В процессе катионной полимеризации (также образуется небольшое количество свободных радикалов, но в основном полимеризация инициируется катионами), поскольку катионы не могут быть соединены между собой, они не будут реагировать с кислородом. Даже если произойдет реакция передачи цепи, будет образован новый катионный активный центр, так что реакция катионного отверждения продолжится
2) Сравнительный тест скорости отверждения свободнорадикальных и катионных составов
Независимо от того, на бумаге или на алюминии, свободнорадикальные составы отверждаются быстрее, чем катионные. Это происходит потому, что.
Катионный инициатор под действием ультрафиолетового облучения приводит к образованию суперкислотного активного центра, из-за наличия щелочных примесей в системе активный центр нейтрализуется щелочью в первую очередь, в результате чего скорость катионной полимеризации мантии увеличивается.
В качестве катионного инициатора полимеризации в основном арил йодид (сера) иониевая соль, УФ-облучение, катионный активный центр генерируется больший объем, атакуя эпоксидной группы на атоме углерода, бимолекулярного нуклеофильного замещения (Sw2), сайт эффект сопротивления больше, и свободнорадикальной полимеризации не существует этот сайт эффект сопротивления, поэтому катионный поли таблица скорость медленнее, чем свободный радикал.
3) Сравнение влияния кислорода на скорость полимеризации обоих полимеров
Кислород значительно влияет на скорость полимеризации свободного радикала, в то время как влияние на катион очень слабое. Блокирующий эффект кислорода на свободнорадикальную полимеризацию можно увидеть из формулы механизма, потому что O2 очень легко реагирует с радикалом R- с образованием пероксидного радикала ROO-, который трудно инициировать свободнорадикальную полимеризацию. Константа скорости реакции радикала R- и O: в 104-105 раз больше, чем константа скорости реакции R- и молекул мономера. Поэтому, если в покрытии присутствует O2, то R- сначала прореагирует с O2 и будет израсходован, что значительно замедлит скорость реакции. Кроме того, O2 имеет еще два неспаренных электрона с противоположными направлениями спина и находится в стабильном триплетном состоянии. Однако под УФ-облучением он становится очень активным и может соединиться с возбужденным состоянием фотоинициатора, а затем распасться на основное состояние фотоинициатора и однолинейное состояние O2. его константа скорости реакции k, до 109 порядков Kaw, тем самым снижая эффективность фотоинициатора. В процессе катионного отверждения O2 не реагирует с активным центром сильной кислоты, образующимся в инициаторе. Поэтому, даже если в покрытии присутствует следовое количество O2, оно будет оказывать значительное блокирующее воздействие на свободнорадикальное отверждение, в то время как на катионную систему оно оказывает незначительное влияние.
4) Сравнение влияния температуры на скорость отверждения
Контроль температуры также является важным фактором. Для того чтобы изучить влияние температуры на скорость отверждения обоих составов, два вышеуказанных состава отверждались при различных температурах, и скорость отверждения как свободнорадикального, так и катионного составов имела тенденцию к увеличению с повышением температуры. Это объясняется тем, что фотоинициатор имеет наименьшую скорость инициирования в процессе фотоинициированной полимеризации и является медленным шагом в управлении реакцией. Повышение температуры способствует тому, что инициатор получает энергию активации, необходимую для разложения и быстрого образования свободных радикалов или катионов, а температура способствует раскрытию n-связи или кольца в двойной связи полимеризационной системы, запуская реакцию полимеризации, так что скорость полимеризации покрытия ускоряется. Однако инициатор легко подвергается термическому разложению, поэтому температура полимеризации обычно контролируется ниже 80℃.
5) Сравнение общей производительности покрытия
Катионная система отверждения по сравнению со свободно-радикальной системой отверждения имеет отличную адгезию, особенно катионная система в алюминии достигла 100% адгезии. Причина этой разницы, потому что от свободно-радикального механизма полимеризации и катионного механизма полимеризации можно увидеть в свободно-радикальной полимеризации, мономер или цвиттерионное расстояние от расстояния ван-дер-Ваальсовых сил до полимеризации до расстояния ковалентной связи после полимеризации, и скорость полимеризации, поэтому объемная усадка очевидна, в результате чего высокое внутреннее напряжение и плохая адгезия. Хотя при полимеризации эпоксидных соединений происходит такая же объемная усадка, вызванная расстоянием от действия ван-дер-ваальсовых сил до ковалентной связи после полимеризации, с другой стороны, когда эпоксидный мономер полимеризуется, кольцо в мономере раскрывается, образуя единицу цепной структуры, большую, чем молекулярная структура мономера, компенсируя часть объемной усадки. В результате адгезия между катионной полимеризованной пленкой и подложкой значительно повышается по сравнению с адгезией свободных радикалов. При сравнении устойчивости к растворителям покрытий, отвержденных свободными радикалами и катионами, разница существенна, а устойчивость к растворителям покрытий, отвержденных катионами, со временем значительно улучшается. Механизм свободнорадикальной реакции показывает, что в процессе свободнорадикальной полимеризации устойчивость к растворителям не сильно меняется с увеличением времени, потому что скорость свободнорадикальной полимеризации быстрая, и покрытие может быть высушено внутри и снаружи за короткий промежуток времени. Катионная полимеризация отличается тем, что при удалении источника ультрафиолетового света катионный активный центр в системе не объединяется и не исчезает, даже если происходит реакция передачи цепи (см. формулу механизма катионной полимеризации), в то же время происходит разрыв цепи, образуется новый катионный активный центр. Поэтому после УФ-облучения, сначала за относительно короткий промежуток времени образуется полимеризационная пленка на поверхности покрытия, для достижения «сухой поверхности», после того, как покрытие покидает источник УФ-света, во внутренней пленке покрытия все еще существует большое количество катионов, продолжающих открывать кольцевую реакцию с эпоксидными соединениями, с поверхности и изнутри, образуя полимерное сшитое целое, для высыхания. Таким образом, с увеличением времени устойчивость к растворителям катионной отверждаемой пленки покрытия значительно улучшается.
6) Заключение
Скорость УФ свободнорадикального отверждения и катионного отверждения увеличивается с повышением температуры, причем скорость свободнорадикального отверждения выше, чем скорость катионного отверждения.
Скорость свободнорадикального отверждения, объемная усадка, плохая адгезия, катионное отверждение объемная усадка мала, отличная адгезия.
Кислород оказывает значительное блокирующее действие на коалесценцию при свободно-радикальном отверждении. Катионное отверждение без кислорода блокирует эффект, но есть «темная реакция», с увеличением времени, его устойчивость к растворителям значительно улучшается;.
Сравнивая эти два метода, можно сказать, что свободнорадикальное отверждение подходит для не очень высоких требований к адгезии, но требует быстрого отверждения красок и покрытий, технология катионного отверждения подходит для высоких требований к адгезии красок и покрытий.
Same series products
| Product name | CAS NO. | Chemical name |
| Photoinitiator TPO | 75980-60-8 | Diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide |
| Photoinitiator TPO-L | 84434-11-7 | Ethyl (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphinate |
| Photoinitiator 819/920 | 162881-26-7 | Phenylbis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide |
| Photoinitiator 819 DW | 162881-26-7 | Irgacure 819 DW |
| Photoinitiator ITX | 5495-84-1 | 2-Isopropylthioxanthone |
| Photoinitiator DETX | 82799-44-8 | 2,4-Diethyl-9H-thioxanthen-9-one |
| Photoinitiator BDK/651 | 24650-42-8 | 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenone |
| Photoinitiator 907 | 71868-10-5 | 2-Methyl-4′-(methylthio)-2-morpholinopropiophenone |
| Photoinitiator 184 | 947-19-3 | 1-Hydroxycyclohexyl phenyl ketone |
| Photoinitiator MBF | 15206-55-0 | Methyl benzoylformate |
| Photoinitiator 150 | 163702-01-0 | Benzene, (1-methylethenyl)-, homopolymer,ar-(2-hydroxy-2-methyl-1-oxopropyl) derivs |
| Photoinitiator 160 | 71868-15-0 | Difunctional alpha hydroxy ketone |
| Photoinitiator 1173 | 7473-98-5 | 2-Hydroxy-2-methylpropiophenone |
| Photoinitiator EMK | 90-93-7 | 4,4′-Bis(diethylamino) benzophenone |
| Photoinitiator PBZ | 2128-93-0 | 4-Benzoylbiphenyl |
| Photoinitiator OMBB/MBB | 606-28-0 | Methyl 2-benzoylbenzoate |
| Photoinitiator 784/FMT | 125051-32-3 | BIS(2,6-DIFLUORO-3-(1-HYDROPYRROL-1-YL)PHENYL)TITANOCENE |
| Photoinitiator BP | 119-61-9 | Benzophenone |
| Photoinitiator 754 | 211510-16-6 | Benzeneacetic acid, alpha-oxo-, Oxydi-2,1-ethanediyl ester |
| Photoinitiator CBP | 134-85-0 | 4-Chlorobenzophenone |
| Photoinitiator MBP | 134-84-9 | 4-Methylbenzophenone |
| Photoinitiator EHA | 21245-02-3 | 2-Ethylhexyl 4-dimethylaminobenzoate |
| Photoinitiator DMB | 2208-05-1 | 2-(Dimethylamino)ethyl benzoate |
| Photoinitiator EDB | 10287-53-3 | Ethyl 4-dimethylaminobenzoate |
| Photoinitiator 250 | 344562-80-7 | (4-Methylphenyl) [4-(2-methylpropyl)phenyl] iodoniumhexafluorophosphate |
| Photoinitiator 369 | 119313-12-1 | 2-Benzyl-2-(dimethylamino)-4′-morpholinobutyrophenone |
| Photoinitiator 379 | 119344-86-4 | 1-Butanone, 2-(dimethylamino)-2-(4-methylphenyl)methyl-1-4-(4-morpholinyl)phenyl- |
| Photoinitiator 938 | 61358-25-6 | Bis(4-tert-butylphenyl)iodonium hexafluorophosphate |
| Photoinitiator 6992 MX | 75482-18-7 & 74227-35-3 | Cationic Photoinitiator UVI-6992 |
| Photoinitiator 6992 | 68156-13-8 | Diphenyl(4-phenylthio)phenylsufonium hexafluorophosphate |
| Photoinitiator 6993-S | 71449-78-0 & 89452-37-9 | Mixed type triarylsulfonium hexafluoroantimonate salts |
| Photoinitiator 6993-P | 71449-78-0 | 4-Thiophenyl phenyl diphenyl sulfonium hexafluoroantimonate |
| Photoinitiator 1206 | Photoinitiator APi-1206 |
Свяжитесь с нами прямо сейчас!
Если вам нужен COA, MSDS или TDS, пожалуйста, заполните контактную информацию в форме ниже, мы обычно связываемся с вами в течение 24 часов. Вы также можете написать мне info@longchangchemical.com в рабочее время (с 8:30 утра до 6:00 вечера UTC+8 пн.~сб.) или воспользоваться чатом на сайте, чтобы получить быстрый ответ.