Tiol-ene Photocuring System: mekanismi, ominaisuudet ja sovellukset

Abstrakti

Tiol-enin fotopolymerointi on a UV-aloitettu askel-kasvupolymerointireaktio, joka mahdollistaa monimuotoisten polysulfidipolymeeriverkostojen synteesin. Ainutlaatuisella reaktiomekanismillaan varustettu järjestelmä tarjoaa huomattavia etuja, kuten alhainen hapen esto, alhainen kutistumisnopeus, korkea konversionopeus ja syväkovettuminen. Sillä on merkittävää sovelluspotentiaalia mm elektroniikka ja liimat, mutta se kohtaa myös haasteita, kuten lämpöherkkyys ja huono säilytyskestävyys.

Tiol-eenijärjestelmät, jotka koostuvat tioleista ja useista erilaisista tyydyttymättömistä yhdisteistä, voivat syntetisoida polysulfideja vaiheittaisen fotopolymeroinnin avulla.  Polysulfidit ovat erillinen polymeeriluokka, jolla on erilaisia ominaisuuksia ja käyttöalueita.

minä  Ydinreaktiomekanismi

Tämä polymerointiprosessi sisältää tiolin vaiheittaisen lisäyksen alkenyyliryhmiin UV:n käynnistämänä-kontrolloitu vapaiden radikaalien lähde.   Aluksi rikki-muodostuu keskitetty radikaali.   Optimaalisena vedynluovuttajana tioli voi reagoida molempien kanssa tyypin I fotoinitiaattorien tuottamat vapaat radikaalit ja Tyypin I fotoinitiaattoreiden viritetyt triplettitilat.   

Rikkiradikaalien ja tyydyttymättömien sidosten välinen reaktio tuottaa hiiltä-keskittyneet radikaalit.   Tällaiset alkyyliradikaalit voivat ottaa vedyn pois toisesta tiolimolekyylistä muodostaen toisen rikkiradikaalin ja ylläpitäen polymerointiprosessia jatkuvasti.

✿   1.   Aloitus:

Ultraviolettivalo aktivoi fotoinitiaattori (esim. tyypin I initiaattori), synnyttää vapaita radikaaleja tai virittyneitä triplettitiloja.

✿   2 .   Vedyn siirto:

Initiaattoriradikaali irrottaa vetyatomin tiolista (R-SH) molekyyli, joka muodostaa rikin-keskitetty radikaali (tiyyliradikaali).

✿   3.    Lisäysreaktio:

Tiyyliradikaali hyökkää tyydyttymättömän kaksoissidoksen kimppuun (C=C) alkeenista, jolloin muodostuu hiiltä-keskitetty radikaali.

✿   4.    Ketjun siirto:

Tämä hiili-Keskitetty radikaali ottaa vetyatomin pois toinen tiolimolekyylimuodostaen uuden tiyyliradikaalin ja kulutetun alkeenimolekyylin.

✿   5.    Ketjun kasvu:

Vasta muodostunut tiyyliradikaali jatkaa reagoimista alkeenikaksoissidosten kanssa, käydä läpi vaiheet 3 ja 4 ylläpitämään polymerointireaktiota muodostaen lopulta silloitetun polymeeriverkoston.

II.   Järjestelmän ominaisuudet

Edut:

 ✿   1.  Alhainen hapen esto:

Hapen synnyttämiä peroksidiradikaaleja voidaan vähentää tehokkaasti tioleilla, jotka regeneroivat aktiivisia tiyyliradikaaleja, joten reaktio on ei estä happi.   Se voi toimia myös hapenpoistoaineena.

 ✿   2.  Matala kutistumisaste:

Tilavuuden kutistumisnopeusnestemäisistä monomeereistä kiinteisiin polymeereihin on erittäin alhainen (vain 3%-5%), joka auttaa saavuttamaan hyvä tartunta ja vähentää sisäistä rasitusta.

 ✿   3.   Korkea konversioaste ja syväkovettuminen:

Nopea kovettumisnopeus, korkea monomeerikonversionopeus, pystyy kovettuva paksu risti-osiot (jopa 1 cm), ja tuotteilla on korkea optinen läpinäkyvyys.

 ✿   4.   Säädettävä suorituskyky:

Valitsemalla tioleja, joilla on erilaisia toimintoja (esim. trimetylolipropaani-tris(3-merkaptopropionaatti)) ja alkeenimonomeerit, voidaan suunnitella erilaisia materiaaleja joustavista elastomeereistä jäykkään muoviin.

 ✿   5.   Laaja monomeerivalikoima & Korkea reaktiivisuus:

Erilaisia alkenyylimonomeerit (esim. vinyylieetterit,norborneenit) voi osallistua reaktioon.    Niistänorborneenilla on erittäin korkea reaktiivisuus, joka vaatii vain yhden-kymmenesosa akrylaattien kovettumisenergiasta.

 ✿   6.   Joustava fotoinitiaattorin valinta:

Yleinen tyyppi I fotoinitiaattoris (esim.fotoinitiaattori 1173, fotoinitiaattori 184) tai Tyypin II fotoinitiaattorit voidaan käyttää;    jopa alle korkealla-intensiteetti lyhyt-aalto-UV-valo, tiolit voivat pilkkoutua suoraan muodostaen vapaita radikaaleja, mikä mahdollistaa initiaattorin-ilmainen kovettuminen.

Haitat:

 ✿   1.  Huono säilytysvakaus (Pimeä Reaktio):

Formulaatio on lämpöherkkä ja saattaa käydä läpi hitaita termisesti aloitettuja reaktioita varastoinnin aikana, mikä johtaa pre-geeliytymistä ja rajoitettua säilyvyyttä.

 ✿   2.  Raaka-aineen haju:

Tioliraaka-aineilla on yleensä epämiellyttävä haju (vaikka haju on lievä kovettumisen jälkeen).

III.   Sovelluskentät

Vaikka tioli ei ole vielä laajalti suosittu, se-ene-järjestelmää on sovellettu seuraavilla aloilla:

 ✿   Elektroniikkateollisuus:

Käytetty mm mukaiset pinnoitteet.

 ✿   Liimat ja tiivistysaineet:

Työllistetty valmistelussa liima- ja tiivistysmateriaalit.

 ✿   Tulostuskenttä:

Koskee erityisiä painoprosesseja.

Jos kohtaat pinnan kuivumisongelmia tai herkkyysongelmia, voit kokeilla meidän trifunktionaalinen tioli YS-623 tai tetrafunktionaalinen tioli YS-624.

Otamme mielellämme vastaan tiedustelut milloin tahansa ja odotamme innolla voittoa-voittaa yhteistyötä kanssasi!