روش های فیزیکی و شیمیایی برای مهار مهار اكسیژن

مهار اکسیژن سطحی در فرآیند فرآوری ماوراء بنفش (UV) مشکلی است که مردم را تهدید می کند:

هنگامی که در هوا جذب می شود، مهار اکسیژن اغلب باعث می شود که لایه زیرین لایه به حالت جامد تبدیل شود و سطح آن ناخالص باشد.

مهار اكسيژن مي تواند به تعداد زيادي از ساختارهاي اكسيد كننده مانند گروه هاي هيدروكسيل، كربنيل و پراكسي در سطح پوشش منجر شود كه مي تواند پايداري طولاني مدت پوشش را تحت تاثير قرار دهد و ممكن است بر سختي، مقاومت براق و خراشي فیلم درمان شده. کارایی.

چرا؟

حالت زمین یک ماده کلی یک حالت تکینتی است و وضعیت پایدار O2 یک حالت سه گانه است و دو الکترون ناسازگار با همان جهت چرخش وجود دارد. بنابراین، آن را با پلیمریزاسیون رادیکال های آزاد برای مصرف رادیکال های آزاد رقابت می کند.

از آنجاییکه اکثر فرآیندهای فتوکوریته در محیط هوا انجام می شود و کاربرد اصلی مواد با نسبت بسیار زیاد سطح / حجم مانند پوشش ها و جوهر ها است، O2 مقاومت در برابر پلیمریزاسیون رادیکال آزاد مواد قابل اطمینان است. جمع آوری

به خصوص هنگامی که ضخامت فیلم نازک است، غلظت اکسیژن در سیستم آلی چرب معمولا کمتر از یا برابر 2 × 10-3 mol / L است که نه تنها مانع از پلیمریزاسیون مولکول های اکسیژن حل شده در سیستم فرموله شده بلکه همچنین در فرآیند پخت در طول فرایند عکس ابتدایی. مصرف مولکول های اکسیژن، اکسیژن در هوا بر روی سطح پوشش نیز می تواند به سرعت در پوشش محافظت شده پخش شود، همچنان مانع از پلیمریزاسیون می شود. غلظت اکسیژن محلول اکسیژن در سیستم بسیار کم است و مصرف آن نسبتا آسان است. برای یک سیستم بسته، فرآیندی که رادیکالهای اولیه زنده اکسیژن محلول را مصرف می کنند، به طور معادل با دوره القایی پلیمریزاسیون معادل است. به طور نسبی، اکسیژن که از خارج به داخل پوشش پخش می شود، دلیل اصلی مانع از پلیمریزاسیون است. مهار کربن نیز به احتمال زیاد در لایه های سطحی پوشش و یا در کل پوشش نازک رخ می دهد، به عنوان مولکول های اکسیژن در محيط به راحتی در اين مناطق پخش می شود.

اکسیژن حالت سطح را از بین می برد - رطوبت، فرسایش و اکسیداسیون. مکانیسم خاص به شرح زیر است:

نابودی

O2 سه گانه در حالت زمین می تواند به عنوان یک رقیق کننده با یک آغازگر عکسبرداری (نشان داده شده توسط Phi) واکنش نشان داده شود تا یک ترکیب را تشکیل دهد، و بنابراین باعث خنثی کردن photoinitiator که حالت سه گانه را تحریک می کند. فرآیند به شرح زیر است:

Phi → (Phi) * → (Phi) *، (Phi) * + (O2) → Phi + (O2)

در فرایند فوق، O2 به حالت تک سلولی فعال تحریک می شود و photoinitiator از حالت هیجان به حالت زمین باز می گردد و بنابراین تولید رادیکال های فعال را مختل می کند. اکثر عکسهای اولیوایزر پریولیز، عمر کوتاهی از سه گانه هیجان انگیز دارند. قبل از آغازگر هیجان انگیز با O2 واکنش نشان می دهد، آغازگر تجزیه شده است، بنابراین احتمال ریزش دوگانه O2 و photoinitiator نسبتا کم است. اغلب می توان نادیده گرفت.

پاک کردن

حالت زمین O2 اساسا یک رادیکال دوگانه است، بنابراین آن را به فعالیت های رادیکال های فعال تولید شده در طول photoinitiation [k> 109 / (mol · s)]، تشکیل یک رادیکال پراکسیداسیون نسبتا پایدار است. این فرایند دارای سرعت بیشتری است و می تواند با واکنش افزوده رادیکال های زنده به مونومر رقابت کند و دارای مانع عمده ای برای فرایند پلیمریزاسیون است. این را می توان به 2 مرحله زیر تقسیم کرد:

رادیکال زنده شروع به پلیمریزاسیون مونومر می کند.

R + CH2 = CXY → R-CH2-C · XY + مونومر → پلیمر

رادیکال های آزاد فعال به O2 اضافه می شوند.

R · O2 → R · O─O · (رادیکال پراکسید)

R-CH2-C · XY + O2 → R-CH2-CXY-OO ·

اکسیداسیون

مولکول های اکسیژن همچنین می توانند رادیکال های آزاد را که با مونومرها به پراکسید های پلیمریزاسیون شده است، اکسید کنند و مانع از پلیمریزاسیون مونومرها شوند.

بدیهی است، در هر سه مورد، میزان پلیمریزاسیون کاهش می یابد و تشکیل پراکسیدها بر عملکرد پوشش محافظ تاثیر می گذارد. لازم به ذکر است که ثابت سرعت واکنش R · و O 2 رادیکال 104 تا 105 برابر بزرگتر از ثابت سرعت واکنش مولکول مونومر است، بنابراین حتی اگر مقدار کمی اکسیژن در پوشش وجود داشته باشد، واکنش بین R · و O 2 را نمی توان نادیده گرفت. وقتی رادیکال پراکسید ROO تولید می شود. از آنجا که ROO · بسیار پایدار است و هیچ گونه توانایی برای شروع پلیمریزاسیون ندارد، حضور O2 رادیکال فعال R را مصرف می کند و باعث کاهش سرعت پلیمریزاسیون واکنش می شود و دوره القایی را نشان می دهد. بنابراین، O2 یک مهار کننده پلیمریزاسیون برای پلیمریزاسیون رادیکال آزاد یک سیستم فوتوکورینگ در دمای طبیعی است.

روش پلیمریزاسیون اکسیژن مهاری

روش های فیزیکی: روش حفاظت از گاز بی اثر، موم شناور، فیلم، اشعه نور قوی، تابش توزیع شده

روش شیمیایی: افزودن مواد فعال هیدروژن تیل، آمین، اتر اکریلات (اکریلات را می توان با پوشش برای جلوگیری از ترک خوردگی سطح یکپارچه، بلکه بویایی را نیز کاهش می دهد)؛ ظرفیت اتم هیدروژن را با همان شرایط فراهم می کند: تيول Class> Amines> Ethers

به عنوان مثال یک آمین، مکانیسم واکنش به شرح زیر است: 6 هیدروژن فعال روی آمین وجود دارد که می تواند 6 اکسیژن مصرف کند.

پس از یک سری آزمایش بر روی این روش ها، ما به نتیجه های زیر رسیدیم:

صرفنظر از تجهیزات بالا و یا پایین، به محض اینکه تریل، آمونیاک یا اتر اصلاح شده، می تواند واکنش پذیری سطح را بهبود بخشد؛

واکنش پذیری سطح افزایش می یابد به عنوان غلظت آکریلات اصلاح شده افزایش می یابد.

گروه های سولفوریدیل می توانند با پلی اتر اکریلات ها یا ساختارهای بسیار واکنشی کار کنند

تغییر فرمول یا ضخامت پوشش همچنین می تواند واکنش پذیری سطح را فراهم کند. فاصله ای را که انرژی کم بر روی بستر اعمال می شود را کوتاه کنید تا مانع نابود شدن سطح پوست شود.