Quá trình đóng rắn bằng tia cực tím (UV) và chùm electron (EB) thường mô tả việc sử dụng chùm electron (EB), tia cực tím (UV) hoặc ánh sáng nhìn thấy để trùng hợp hỗn hợp các monome và oligome trên một chất nền. Vật liệu UV & EB có thể được pha chế thành mực in, lớp phủ, chất kết dính hoặc các sản phẩm khác. Quá trình này cũng được gọi là đóng rắn bằng bức xạ hoặc đóng rắn bằng bức xạ vì UV và EB là các nguồn năng lượng bức xạ. Các nguồn năng lượng cho quá trình đóng rắn bằng tia UV hoặc ánh sáng nhìn thấy thường là đèn thủy ngân áp suất trung bình, đèn xenon xung, đèn LED hoặc laser. Không giống như các photon ánh sáng, có xu hướng bị hấp thụ chủ yếu ở bề mặt vật liệu, EB có khả năng xuyên qua vật chất.
Ba lý do thuyết phục để chuyển sang công nghệ UV & EB
Tiết kiệm năng lượng và nâng cao năng suất: Vì hầu hết các hệ thống đều không sử dụng dung môi và chỉ cần thời gian tiếp xúc dưới một giây, nên năng suất có thể tăng lên đáng kể so với các kỹ thuật phủ truyền thống. Tốc độ dây chuyền sản xuất thường đạt 1.000 ft/phút và sản phẩm có thể được kiểm tra và vận chuyển ngay lập tức.
Thích hợp cho các chất nền nhạy cảm: Hầu hết các hệ thống không chứa nước hoặc dung môi. Ngoài ra, quy trình này cho phép kiểm soát hoàn toàn nhiệt độ đóng rắn, lý tưởng cho việc ứng dụng trên các chất nền nhạy cảm với nhiệt.
Thân thiện với môi trường và người sử dụng: Thành phần thường không chứa dung môi nên không cần lo ngại về khí thải và khả năng bắt lửa. Hệ thống đóng rắn bằng ánh sáng tương thích với hầu hết các kỹ thuật ứng dụng và yêu cầu không gian tối thiểu. Đèn UV thường có thể được lắp đặt trên các dây chuyền sản xuất hiện có.
Các hợp chất có thể đóng rắn bằng tia UV & EB
Monomer là những khối cấu tạo đơn giản nhất để tạo ra các vật liệu hữu cơ tổng hợp. Một monomer đơn giản có nguồn gốc từ dầu mỏ là etylen. Nó được biểu diễn bằng công thức: H2C=CH2. Ký hiệu “=” giữa hai đơn vị hoặc hai nguyên tử cacbon biểu thị một vị trí phản ứng, hay còn gọi là “liên kết đôi” hoặc độ bão hòa. Chính những vị trí như vậy có khả năng phản ứng để tạo thành các vật liệu hóa học lớn hơn gọi là oligomer và polymer.
Polyme là một nhóm gồm nhiều đơn vị lặp lại (tức là đa) của cùng một monome. Thuật ngữ oligome là một thuật ngữ đặc biệt được sử dụng để chỉ những polyme thường có thể phản ứng tiếp để tạo thành một tổ hợp polyme lớn. Các vị trí không bão hòa trên oligome và monome riêng lẻ sẽ không trải qua phản ứng hoặc liên kết chéo.
Trong trường hợp đóng rắn bằng chùm electron, các electron năng lượng cao tương tác trực tiếp với các nguyên tử của vị trí không bão hòa để tạo ra phân tử có khả năng phản ứng cao. Nếu sử dụng tia cực tím hoặc ánh sáng nhìn thấy làm nguồn năng lượng, chất khởi tạo quang hóa sẽ được thêm vào hỗn hợp. Khi tiếp xúc với ánh sáng, chất khởi tạo quang hóa tạo ra các gốc tự do hoặc các tác nhân khởi đầu quá trình liên kết chéo giữa các vị trí không bão hòa.
Oligomer: Các đặc tính tổng thể của bất kỳ lớp phủ, mực in, chất kết dính hoặc chất liên kết nào được liên kết chéo bằng năng lượng bức xạ đều được xác định chủ yếu bởi các oligomer được sử dụng trong công thức. Oligomer là các polyme có trọng lượng phân tử tương đối thấp, hầu hết đều dựa trên phản ứng acrylation của các cấu trúc khác nhau. Phản ứng acrylation tạo ra liên kết đôi hoặc nhóm “C=C” ở các đầu của oligomer.
Monomer: Monomer chủ yếu được sử dụng làm chất pha loãng để giảm độ nhớt của vật liệu chưa đóng rắn, giúp dễ dàng thi công hơn. Chúng có thể là monomanger, chỉ chứa một nhóm phản ứng hoặc vị trí không bão hòa, hoặc đamanger. Sự không bão hòa này cho phép chúng phản ứng và được kết hợp vào vật liệu đã đóng rắn hoặc hoàn thiện, thay vì bay hơi vào khí quyển như thường thấy ở các loại sơn phủ thông thường. Monomer đamanger, do chứa hai hoặc nhiều vị trí phản ứng, tạo liên kết giữa các phân tử oligomer và các monomer khác trong công thức.
Chất khởi tạo quang hóa: Thành phần này hấp thụ ánh sáng và chịu trách nhiệm tạo ra các gốc tự do hoặc các phân tử oxy hóa. Gốc tự do hoặc các phân tử oxy hóa là các chất có năng lượng cao, gây ra sự liên kết chéo giữa các vị trí không bão hòa của monome, oligome và polyme. Chất khởi tạo quang hóa không cần thiết đối với các hệ thống đóng rắn bằng chùm tia điện tử vì các electron có khả năng khởi tạo sự liên kết chéo.
Phụ gia: Phổ biến nhất là chất ổn định, giúp ngăn ngừa hiện tượng đông đặc trong quá trình bảo quản và đóng rắn sớm do tiếp xúc với ánh sáng yếu. Các chất tạo màu, thuốc nhuộm, chất khử bọt, chất tăng cường độ bám dính, chất làm phẳng, chất làm ướt và chất trợ trơn là một số ví dụ về các chất phụ gia khác.
Thời gian đăng bài: 01/01/2025
