Тиол-ene Фотовтвърдяваща система: Механизъм, характеристики и приложения

Резюме

Тиол-ена фотополимеризация е а UV-иницииран стъпка-реакция на полимеризация на растеж, която позволява синтеза на полисулфидни полимерни мрежи с различни свойства. Надарена със своя уникален механизъм за реакция, тази система показва забележителни предимства, включително слабо инхибиране на кислорода, ниска степен на свиване, висока степен на преобразуване и дълбоко втвърдяване. Той има значителен потенциал за приложение в области като електроника и лепила, но също така е изправен пред предизвикателства като термична чувствителност и лоша стабилност при съхранение.

Тиол-еновите системи, съставени от тиоли и серия от различни ненаситени съединения, могат да синтезират полисулфиди чрез поетапна фотополимеризация.  Полисулфиди са отделен клас полимери с различни свойства и области на приложение.

аз  Основен механизъм на реакция

това процес на полимеризация включва поетапно добавяне на тиол към алкенилови групи, инициирано от UV-контролиран източник на свободни радикали.   Първоначално сяра-образува се централен радикал.   Тиолът, като оптимален донор на водород, може да реагира и с двете свободните радикали, генерирани от фотоинициатори тип I и възбудените триплетни състояния на фотоинициатори тип I.   

Реакцията между серните радикали и ненаситените връзки произвежда въглерод-центрирани радикали.   Такива алкилови радикали могат да извличат водород от втора тиолна молекула, образувайки друг серен радикал и поддържайки процеса на полимеризация непрекъснато.

✿   1.   Иницииране:

Ултравиолетовата светлина активира фотоинициатор (например инициатор тип I), генерирайки свободни радикали или възбудени триплетни състояния.

✿   2 .   Пренос на водород:

Иницииращият радикал извлича водороден атом от тиол (Р-SH) молекула, образувайки сяра-центриран радикал (тиилов радикал).

✿   3.    Реакция на добавяне:

Тиил радикалът атакува ненаситената двойна връзка (В=В) на алкена, произвеждайки въглерод-центриран радикал.

✿   4.    Трансфер на верига:

Този въглерод-центрираният радикал извлича водороден атом от друга тиолова молекула, генерирайки нов тиилов радикал и изразходвана молекула алкен.

✿   5.    Растеж на веригата:

Новообразувания тиилов радикал продължава да реагира с алкенови двойни връзки, преминаване през стъпки 3 и 4 за поддържане на реакцията на полимеризация, като в крайна сметка образува омрежена полимерна мрежа.

II.   Характеристики на системата

Предимства:

 ✿   1.  Ниско кислородно инхибиране:

Пероксидните радикали, генерирани от кислород, могат да бъдат ефективно редуцирани от тиоли, регенериращи активни тиилови радикали, така че реакцията е не се инхибира от кислород.   Може да действа и като поглъщач на кислород.

 ✿   2.  Ниска степен на свиване:

Степента на обемно свиване от течни мономери към твърди полимери е изключително ниска (само 3%-5%), което спомага за постигането на добра адхезия и намаляване на вътрешното напрежение.

 ✿   3.   Висок процент на преобразуване и дълбоко втвърдяване:

Бърза скорост на втвърдяване, висок процент на преобразуване на мономера, способен на втвърдяване на дебел кръст-секции (до 1см), а продуктите са с висока оптична прозрачност.

 ✿   4.   Регулируема производителност:

Чрез избиране тиоли с различни функционалности (например, триметилолпропан трис(3-меркаптопропионат)) и алкенови мономери могат да бъдат проектирани различни материали, вариращи от гъвкави еластомери до твърди пластмаси.

 ✿   5.   Богат избор на мономер & Висока реактивност:

Разнообразие от алкенилови мономери (например, винилови етери, норборнени) могат да участват в реакцията.    Сред тях норборненът има изключително висока реактивност, изискваща само една-десета от енергията на втвърдяване на акрилатите.

 ✿   6.   Гъвкав избор на фотоинициатор:

Често срещан тип I фотоинициаторs (напр.фотоинициатор 1173, фотоинициатор 184) или Фотоинициатори тип II може да се използва;    дори под високо-интензитет кратък-вълна UV светлина, тиолите могат директно да се разцепят, за да генерират свободни радикали, позволявайки инициатор-безплатно втвърдяване.

Недостатъци:

 ✿   1.  Лоша стабилност при съхранение (Тъмна реакция):

Формулировката е термично чувствителен и може да претърпи бавни термично инициирани реакции по време на съхранение, водещи до пре-желиране и ограничен срок на годност.

 ✿   2.  Миризма на суровината:

Тиолните суровини обикновено имат неприятна миризма (все пак миризмата е мека след втвърдяване).

III.   Полета за приложение

Въпреки че все още не е широко популяризиран, тиолът-системата е приложена в следните области:

 ✿   Електронна индустрия:

Използва се като конформни покрития.

 ✿   Лепила и уплътнители:

Заети в подготовката на лепилни и уплътнителни материали.

 ✿   Поле за печат:

Приложимо за специални печатни процеси.

Ако срещнете проблеми със съхненето на повърхността или проблеми с чувствителността, можете да опитате нашия трифункционален тиол YS-623 или тетрафункционален тиол YS-624.

Приветстваме запитвания по всяко време и очакваме с нетърпение да постигнем победа-спечелете сътрудничество с вас!