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2022-05-16
UV固化是指在紫外光的照射下，光引發(fā)劑吸收紫外光的輻射能量后分裂成自由基，引發(fā)預(yù)聚物發(fā)生聚合、交聯(lián)、接枝反應(yīng)，在很短的時(shí)間內(nèi)固化成網(wǎng)狀高分子聚合物。由此使得UV涂料、油墨、黏合劑等在數(shù)秒內(nèi)由液態(tài)轉(zhuǎn)化為固態(tài)，形成圖案。
UV固化過(guò)程一般可分為以下五個(gè)階段。
(1)光引發(fā)劑吸收紫外光，成為激發(fā)態(tài)的光引發(fā)劑。
(2)激發(fā)態(tài)的光引發(fā)劑不穩(wěn)定，易分解形成自由基。
(3)自由基與預(yù)聚物中的不飽和基團(tuán)相互作用引發(fā)加成、交聯(lián)或聚合反應(yīng)，形成自由基中間體。
(4)自由基中間體通過(guò)鏈增長(zhǎng)反應(yīng)，得到長(zhǎng)鏈或網(wǎng)狀的高分子聚合物自由基中間體。
(5)長(zhǎng)鏈或網(wǎng)狀的高分子聚合物自由基中間體產(chǎn)生鏈終止反應(yīng)，原來(lái)的液態(tài)組分轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w聚合物。
影響UV固化反應(yīng)的主要因素有：UV固化設(shè)備中UV燈管的發(fā)射光譜和輻射強(qiáng)度，以及UV油墨、涂料或黏合劑中光引發(fā)劑的吸收光譜及其配方組成。
在UV固化反應(yīng)中，最重要的是確定UV固化設(shè)備中UV燈管的發(fā)射光譜是否與UV油墨、涂料或黏合劑中光引發(fā)劑的吸收光譜相匹配。若二者不匹配，那么光引發(fā)劑就不能被激發(fā)，UV固化反應(yīng)也就無(wú)法順利完成；若二者不完全匹配，則易導(dǎo)致UV固化反應(yīng)不完全；若二者匹配，那么固化效果與UV光源的輻射強(qiáng)度直接相關(guān)。除了光譜的匹不配問(wèn)題之外，在固化反應(yīng)中UV固化設(shè)備、UV油墨、涂料和黏合劑的選擇也要兼顧表面固化和深層固化的效果，以達(dá)到不同的應(yīng)用要求。
通常情況下，UV固化使用高壓汞燈作為固化光源（需要注意的是，UV燈管的質(zhì)量和使用壽命直接影響UV固化反應(yīng)的程度）。當(dāng)然，根據(jù)不同的需求，也可以選擇加入不同添加劑的燈管（如鐵燈、鎵燈等），以改變UV燈管的輸出光譜，滿足特定的固化需求。一般而言，高的UV光源輻射強(qiáng)度可以提高UV油墨、涂料和黏合劑的表面固化和深層固化效果。
UV化時(shí)散發(fā)出的氣味是光引發(fā)劑的分解產(chǎn)物，如苯甲醛或硫醇等，這些物質(zhì)帶有特殊的氣味。我們知道，在UV固化反應(yīng)時(shí)，常采用氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體，以減少氧氣和水蒸氣對(duì)UV固化反應(yīng)的影響（氧氣和水蒸氣會(huì)參與到UV固化反應(yīng)中，損耗UV光源的能量，并產(chǎn)生臭氧）。除此之外，在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下進(jìn)行UV固化反應(yīng)，光引發(fā)劑的用量?jī)H為常規(guī)固化條件下的1/5。隨著光引發(fā)劑用量的減少，由其分解出來(lái)的苯甲醛或硫醇的量也會(huì)隨之減少，這樣UV固化反應(yīng)中的氣味也會(huì)相對(duì)小些。
由此可見(jiàn)，采用氮?dú)獗Ｗo(hù)能在某種程度上減少特殊氣味的產(chǎn)生，而解決UV固化時(shí)特殊氣味產(chǎn)生的更有效的方案就是，選擇可聚合的光引發(fā)劑或大分子量的光引發(fā)劑，以降低其分解產(chǎn)物苯甲醛或硫醇的揮發(fā)度。
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