Thiol-ene Fotohardingssysteem: mechanisme, kenmerken en toepassingen

Samenvatting

Thiol-een fotopolymerisatie is een UV-geïnitieerd stap-groeipolymerisatiereactie die de synthese van polysulfidepolymeernetwerken met diverse eigenschappen mogelijk maakt. Begiftigd met zijn unieke reactiemechanisme, vertoont dit systeem opmerkelijke voordelen, waaronder lage zuurstofremming, lage krimpsnelheid, hoge conversiesnelheid en diepe uitharding. Het heeft een aanzienlijk toepassingspotentieel op gebieden zoals elektronica en lijmen, toch wordt het ook geconfronteerd met uitdagingen zoals thermische gevoeligheid en slechte opslagstabiliteit.

Thiol-Een systemen bestaande uit thiolen en een reeks verschillende onverzadigde verbindingen kunnen polysulfiden synthetiseren door stapsgewijze fotopolymerisatie.  Polysulfiden vormen een aparte klasse polymeren met uiteenlopende eigenschappen en toepassingsgebieden.

ik.  Kernreactiemechanisme

Dit polymerisatie proces omvat de stapsgewijze toevoeging van thiol aan alkenylgroepen geïnitieerd door UV-gecontroleerde bron van vrije radicalen.   Aanvankelijk een zwavel-gecentreerde radicaal wordt gevormd.   Thiol kan als optimale waterstofdonor met beide reageren de vrije radicalen gegenereerd door Type I foto-initiatoren en de aangeslagen triplettoestanden van Type I foto-initiatoren.   

De reactie tussen zwavelradicalen en onverzadigde bindingen produceert koolstof-gecentreerde radicalen.   Dergelijke alkylradicalen kunnen waterstof uit een tweede thiolmolecuul onttrekken, waardoor een ander zwavelradicaal ontstaat en het polymerisatieproces continu in stand wordt gehouden.

✿   1.   Initiatie:

Ultraviolet licht activeert de foto-initiator (bijvoorbeeld Type I-initiator), waardoor vrije radicalen of opgewonden triplettoestanden ontstaan.

✿   2 .   Waterstofoverdracht:

Het initiatorradicaal abstraheert een waterstofatoom uit een thiol (R-SCH) molecuul, waardoor een zwavel ontstaat-gecentreerde radicaal (thiylradicaal).

✿   3.    Toevoegingsreactie:

Het thiylradicaal valt de onverzadigde dubbele binding aan (C=C) van het alkeen, waardoor een koolstof ontstaat-gecentreerde radicaal.

✿   4.    Kettingoverdracht:

Deze koolstof-gecentreerde radicaal abstraheert een waterstofatoom een ander thiolmolecuul, waarbij eennieuw thiylradicaal en een verbruikt alkeenmolecuul wordt gegenereerd.

✿   5.    Ketengroei:

Hetnieuw gevormde thiylradicaal blijft reageren met dubbele alkeenbindingen, doorloop stap 3 en 4 om de polymerisatiereactie te ondersteunen, waardoor uiteindelijk een verknoopt polymeernetwerk wordt gevormd.

II.   Systeemkenmerken

Voordelen:

 ✿   1.  Lage zuurstofremming:

Peroxideradicalen gegenereerd door zuurstof kunnen effectief worden gereduceerd door thiolen, waardoor actieve thiylradicalen worden geregenereerd, zodat de reactie niet geremd door zuurstof.   Het kan ook fungeren als zuurstofvanger.

 ✿   2.  Laag krimppercentage:

De volumekrimp van vloeibare monomerennaar vaste polymeren is extreem laag (slechts 3%-5%), wat helpt te bereiken goede hechting en vermindering van interne spanning.

 ✿   3.   Hoge conversieratio en diepe uitharding:

Snelle uithardingssnelheid, hoge monomeerconversie, geschikt voor genezen dik kruis-secties (tot 1cm), en de producten hebben een hoge optische transparantie.

 ✿   4.   Afstembare prestaties:

Door te selecteren thiolen met verschillende functionaliteiten (bijvoorbeeld trimethylolpropaantris(3-mercaptopropionaat)) en alkeenmonomeren kunnen verschillende materialen worden ontworpen, variërend van flexibele elastomeren tot stijve kunststoffen.

 ✿   5.   Brede monomeerselectie & Hoge reactiviteit:

Een verscheidenheid aan alkenylmonomeren (bijvoorbeeld vinylethers,norbornenen) kan deelnemen aan de reactie.    Onder hen heeftnorborneen een extreem hoge reactiviteit, waarvoor er slechts éénnodig is-tiende van de uithardingsenergie van acrylaten.

 ✿   6.   Flexibele foto-initiatorselectie:

Algemeen type I foto-initiators (bijvoorbeeldfoto-initiator 1173, foto-initiator 184) of Type II foto-initiatoren kan worden gebruikt;    zelfs onder hoog-intensiteit kort-Golf-UV-licht kunnen thiolen direct splitsen om vrije radicalen te genereren, waardoor initiator mogelijk wordt-gratis uitharding.

Nadelen:

 ✿   1.  Slechte opslagstabiliteit (Donkere reactie):

De formulering luidt thermisch gevoelig en kunnen tijdens opslag langzame thermisch geïnitieerde reacties ondergaan, wat leidt tot pre-gelering en een beperkte houdbaarheid.

 ✿   2.  Grondstoffengeur:

Thiolgrondstoffen hebben meestal een onaangename geur (wel de geur is mildna uitharding).

III.   Toepassingsgebieden

Hoewelnogniet algemeen gepopulariseerd, is de thiol-ene-systeem is toegepast op de volgende gebieden:

 ✿   Elektronische industrie:

Gebruikt als conforme coatings.

 ✿   Lijmen en afdichtingsmiddelen:

Werkzaam bij de voorbereiding van lijm- en afdichtingsmaterialen.

 ✿   Afdrukken veld:

Van toepassing op speciale drukprocessen.

Als u problemen ondervindt met het drogen van het oppervlak of problemen met de gevoeligheid, kunt u onze proberen trifunctioneel thiol YS-623 of tetrafunctioneel thiol YS-624.

Wij zijn altijd blij met vragen en kijken ernaar uit om de overwinning te behalen-win samenwerking met u!