الطرق الفيزيائية والكيميائية لتثبيط تثبيط الأوكسجين

تثبيط الأوكسجين السطحي أثناء المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية هو مشكلة ابتلي بها الناس:

عند تثبيتها في الهواء ، يؤدي تثبيط الأكسجين في كثير من الأحيان إلى ترسيخ طبقة الطبقة السفلية والطبقة السطحية.

يمكن أن يؤدي تثبيط الأوكسجين إلى وجود عدد كبير من الهياكل المؤكسدة مثل مجموعات الهيدروكسيل ، والكربونيل والبيروكس في سطح الطلاء ، والتي قد تؤثر على الاستقرار طويل الأمد للطلاء ، وقد تؤثر حتى على صلابة ، لمعان ومقاومة الخدش. الفيلم الشفاء. أداء.

لماذا ا؟

الحالة الأرضية لمادة عامة هي حالة خاصة ، وحالة O2 المستقرة هي حالة ثلاثية ، وهناك إلكترونان غير مزودين لهما نفس اتجاه السبين. لذلك ، فإنه يتنافس مع البلمرة من الجذور الحرة لاستهلاك الجذور الحرة.

بما أن معظم عمليات الطباعة تتم في بيئة جوية ، والتطبيقات الرئيسية هي المواد ذات نسب السطح / الحجم الكبيرة للغاية مثل الطلاء والأحبار ، فإن O2 لديها مقاومة للبلمرة الحرة الراديكالية للمواد القابلة لإعادة الضخ. جمع.

خاصة عندما يكون سمك الفيلم رقيقًا ، يكون تركيز الأكسجين في النظام العضوي الزيتي عادة أقل من أو يساوي 2 × 10-3 مول / لتر ، والذي لا يثبط فقط بلمرة جزيئات الأكسجين المذابة في نظام التركيب ، ولكن أيضًا في عملية المعالجة أثناء عملية تحديد الهوية. استهلاك جزيئات الأكسجين ، الأكسجين في الهواء على سطح الطلاء يمكن أن ينتشر بسرعة في الطلاء الشفاء ، واستمرار لعرقلة البلمرة. إن تركيز الأوكسجين المذاب الأصلي في النظام منخفض جدًا ومن السهل استهلاكه نسبيًا. بالنسبة لنظام مغلق ، فإن العملية التي تستهلك بها الراديكالات الحية الأولية الأكسجين الذائب تعادل إلى حد كبير فترة تحريض البلمرة. نسبيا ، الأكسجين الذي ينتشر من الخارج إلى داخل الطلاء هو السبب الرئيسي لتعطيل البلمرة. ومن المرجح أيضًا أن يحدث تثبيط الأكسجين في الطبقات السطحية للطلاء أو في الطبقة السفلية بأكملها ، حيث تنتشر جزيئات الأكسجين في البيئة بسهولة أكبر في هذه المناطق.

الأكسجين يدمر وضع السطح - التبريد ، والكسح والأكسدة. الآلية المحددة هي كما يلي:

إبادة

يمكن تفاعل ثلاثي الأوكسيد O2 في الحالة الأرضية على أنه تقوية مع بادئ منشط ضوئي (يشار إليه بواسطة Phi) لتشكيل مركب ، وبالتالي إخماد photoinitiator الذي يثير الحالة الثلاثية. يتم التعبير عن العملية على النحو التالي:

Phi → (Phi) * → (Phi) *، (Phi) * + (O2) → Phi + (O2)

في العملية المذكورة أعلاه ، يتم تحفيز O2 إلى حالة القفزة النشيطة ، ويعود photoinitiator من الحالة المثارة إلى الحالة الأرضية ، مما يعيق توليد الجذور النشطة. معظم photoinitiators pyrolysis لها عمر قصير من الثلاثي متحمس. قبل أن يتفاعل البادئ المتحمس مع O2 ، يكون البادئ متحللاً ، لذا فإن احتمال إخماد O2 و photoinitiator متعلق بنظام المعدنين منخفض نسبياً. يمكن غالبًا أن يتم تجاهلها.

واضح

حالة الأرض O2 هي أساسا جذرية مزدوجة ، لذلك لديها نشاط إضافة قوية إلى الجذور النشطة التي تولدت خلال photoinitiation [k> 109 / (mol · s)) ، وتشكيل جذرية بيروكسيد مستقرة نسبيا. هذه العملية لديها معدل أسرع ويمكن أن تتنافس مع رد فعل إضافة المتطرفة الحية إلى المونمر ، ولها أهم المعوقات لعملية البلمرة. يمكن تقسيمها إلى الخطوتين التاليتين:

يبدأ الجذور الحية بلمرة المونومر.

R · + CH2═CXY → R — CH2 - C · XY + monomer → polymer

تتم إضافة الجذور الحرة النشطة إلى O2.

R · + O2 → R─O─O · (peroxy radical)

R-CH2-C · XY + O2 → R-CH2-CXY-OO ·

أكسدة

يمكن لجزيئات الأوكسجين أيضاً أن تؤكسد الجذور الحرة التي تم بلمرة مع مونومرات إلى بيروكسيدات ، مانعة بلمرة المونومرات.

من الواضح أنه في جميع الحالات الثلاث ، سينخفض معدل البلمرة وسيؤثر تشكيل البيروكسيد على أداء الطلاء الشفاء. تجدر الإشارة إلى أن ثابت معدل التفاعل لـ R · و O 2 يكون أكبر بمقدار 104 إلى 105 مرة من ثابت معدل تفاعل جزيء المونومر ، لذا حتى لو كانت كمية صغيرة من الأكسجين موجودة في الغلاف ، فإن التفاعل بين لا يمكن تجاهل R و O 2. عندما يتم إنشاء ROO · البيروكسيد جذري. نظرًا لأن ROO · ثابت جدًا وليس له القدرة على بدء البلمرة ، فإن وجود O2 يستهلك R الجذري النشط · ، مما يؤدي إلى انخفاض معدل تفاعل البلمرة وعرض فترة تحريض. لذلك ، O2 هو مثبط بلمرة للبلمرة الحرة الراديكالية لنظام ضوئي في درجة الحرارة العادية.

طريقة بلمرة تثبيط الأوكسجين الموجودة

الطرق الفيزيائية: طريقة الحماية من الغاز الخامل ، الشمع العائم ، الأفلام ، إشعاع الضوء القوي ، الإشعاع الموزع

الطريقة الكيميائية: إضافة المواد التي توفر الهيدروجين الفعال - ثيول ، أمين ، أكريلات الأثير (يمكن دمج أكريليت مع طلاء لمنع تكسير السطح ، ولكن أيضا تقليل رائحة) ؛ توفير قدرة ذرة الهيدروجين تحت نفس الظروف: thiol Class> الأمينات> Ethers

مع أخذ الأمين كمثال ، فإن آلية التفاعل هي كما يلي: هناك 6 هيدروجينات نشطة على الأمين ، والتي يمكن أن تستهلك 6 أكسجين.

بعد سلسلة من التجارب على هذه الطرق ، توصلنا إلى الاستنتاجات التالية:

بغض النظر عن معدات المعالجة العالية أو المنخفضة ، طالما أن ثيريليت thiol أو ammonia أو ether يمكن أن يحسن التفاعل السطحي ؛

يزداد تفاعل السطح مع زيادة تركيز الأكريلات المعدلة.

يمكن لمجموعات سلفيدريل أن تعمل بالتآزر مع أكريلات البولي إيثير أو هياكل شديدة التفاعل ؛

يمكن أن يؤدي تغيير تركيبة أو سمك الطلاء أيضًا إلى توفير تفاعل السطح. تقصير المسافة التي يتم تطبيقها على الطاقة المنخفضة على الركيزة لمنع تدمير العلاج السطحي.