Oligomeri de performanță specială

1.Oligomeri cu întărire dublă

Dacă un oligomer conține două tipuri diferite de grupări funcționale active pentru întărire, cum ar fi o grupare acrilat care poate suferi întărire cu radicali liberi și o altă grupare care poate suferi fotoîntărire cationică, întărire la umiditate, întărire cu hidroxil sau întărire termică, atunci se numește oligomer cu întărire duală.

Folosind rășină epoxidică bisfenol A și acid acrilic într-o reacție de esterificare cu deschidere de ciclu [grupare epoxidică: grupare carboxil = (1,5 ~ 2,0) : 1, raport molar], se prepară o rășină acrilată epoxidică care conține grupări epoxidice. Grupările acrilice pot fi polimerizate prin radicali liberi, în timp ce grupările epoxidice pot fi fotopolimerizate cationic sau întărite termic. Rezultatele cercetărilor arată că există o interacțiune intramoleculară între aceste două grupări funcționale active, care poate promova eficient progresul atât al fotopolimerizării prin radicali liberi, cât și al celei cationice, îmbunătățind semnificativ viteza de reacție și rata de conversie finală, reducând în același timp considerabil inhibarea oxigenului. Pelicula întărită formată de oligomerii cu întărire duală prezintă proprietăți mecanice mai bune.

Prin reacția hexametilen diizocianatului cu N,N-bis(3-aminopropiltrietoxisilan), urmată de reacția cu acrilat de hidroxietil, se poate prepara un acrilat de poliuretan de tip siloxan cu proprietăți duale de fotopolimerizare la radicali liberi și de întărire la umiditate. Acesta poate fi utilizat în acoperiri conformaționale fotopolimerizabile.

Sinteza rășinilor acrilice epoxidice fenolice care conțin grupări epoxidice are ca rezultat materiale cu funcții atât de fotopolimerizare cu radicali liberi, cât și de întărire termică, care pot fi utilizate în rezistențe de lipit fotoimagistice.

2.Oligomeri auto-inițiatori

Există două tipuri de oligomeri cu funcții auto-inițiatoare:

1. Oligomerul în sine are capacitate de fotoinițiere, așa că este nevoie să se adauge puțin sau chiar deloc fotoinițiator în formulare.
2. O grupare fotoinițiatoare este încorporată în oligomer, transformându-l într-un fotoinițiator macromolecular care funcționează atât ca oligomer, cât și ca fotoinițiator în formulare.

Primul tip de oligomer autoinițiator este un produs nou dezvoltat de compania americană Ashland. Acesta este preparat printr-o reacție de adiție Michael între esteri acrilat multifuncționali și β-cetoesteri (cum ar fi acetoacetatul de etil, acetoacetatul de alil și metacrilatul de 2-acetoacetoxietil). Carbonul metilenic activ din β-cetoester formează o nouă legătură covalentă cu carbonul terminal al dublei legături carbon-carbon a acrilatului. Gruparea carbonil din β-cetoester este legată de un atom de carbon complet substituit. Această legătură este instabilă în lumina ultravioletă. După absorbția luminii UV, se rupe ușor, generând un radical liber acetil și un alt radical liber macromolecular, oferind astfel capacitate de autoinițiere.

Prin urmare, în cazul acoperirilor UV, cernelurilor și adezivilor formulați cu oligomeri auto-inițiatori, este nevoie de puțin sau deloc fotoinitiator suplimentar. Acest lucru evită probleme precum mirosul, îngălbenirea, dificultatea de amestecare, precipitarea, migrarea și costul ridicat asociate cu adăugarea fotoinitiatorilor tradiționali.

Oligomerii auto-inițiatori pot fi, de asemenea, preparați prin reacții între diverși esteri ai acrilatului și diverși donori Michael, formând o serie de produse.

Tipurile de acrilat includ: acrilat, acrilat epoxidic, acrilat poliuretanic, acrilat poliesteric, acrilat siliconic, acrilat de melamină, perfluoroacrilat, fumarat și maleat. Donatorii Michael includ: β-cetoesteri, β-dicetone, β-cetoamide, β-cetoanilide și alții. Gruparea R' din donorul Michael poate fi o grupare funcțională sau o grupare cu dublă polimerizare.

Al doilea tip de oligomer autoinițiator se prepară în mare parte prin reacția fotoinițiatorilor care conțin hidroxil (cum ar fi benzoina, 1173, 184, 2959) cu oligomeri care conțin grupări izocianat, grefând astfel fotoinițiatorul pe oligomer pentru a crea un fotoinițiator macromolecular cu o grupare inițiator încorporată.

Avantajele oligomerilor fotoinițiatori grefați:

1. Rata de fotopolimerizare este apropiată de cea a oligomerilor convenționali combinați cu fotoinitiatori cu molecule mici.
2. Compatibilitate bună cu sistemul.
3. Reduce semnificativ capacitatea de migrare a fotoinițiatorului.
4. Reduce generarea de produși de fotodescompunere nocivi de la fotoinițiator (cum ar fi benzaldehida).
5. Fotoinițiatorul este netoxic și inofensiv, ceea ce îl face potrivit pentru utilizarea în acoperiri și cerneluri pentru ambalarea alimentelor.

Datele arată că produșii reacției de grefare ai fotoinitiatorilor reduc considerabil capacitatea de migrare și levigare a fragmentelor de initiatori, iar cantitatea de benzaldehidă generată în pelicula întărită este, de asemenea, redusă semnificativ. Prin urmare, grefarea fotoinitiatorilor pe oligomeri creează, în esență, o clasă de fotoinitiatori macromoleculari care sunt netoxici și inofensivi. Aceștia pot fi utilizați în acoperiri și cerneluri pentru ambalaje alimentare și farmaceutice. În 2006, Administrația pentru Alimente și Medicamente din SUA (FDA) a anunțat că acoperirile și cernelurile UV produse folosind fotoinitiatori macromoleculari pot fi utilizate în imprimarea ambalajelor alimentare și farmaceutice, schimbând complet practica anterioară în care cernelurile și acoperirile UV nu puteau fi utilizate pentru ambalaje alimentare și farmaceutice și deschizând un nou domeniu pentru aplicațiile de cerneală și acoperire UV.

3.Oligomeri cu vâscozitate scăzută

La sfârșitul secolului al XX-lea, a apărut o nouă tehnologie pentru materialele fotopolimerizabile - imprimarea cu jet de cerneală UV. Imprimarea cu jet de cerneală este o metodă de imprimare fără contact care nu necesită plăci de imprimare. Formează imagini prin ejectarea picăturilor de cerneală pe un substrat. Prin editarea graficelor și a textului prin intermediul unui computer și controlul capului de imprimare pentru a ejecta picăturile de cerneală cu precizie, este un proces de imagistică complet digital. În prezent, este una dintre metodele de imagistică digitală cu cea mai rapidă dezvoltare, oferind avantajele imprimării la cerere, viteză mare, calitate înaltă și culori vibrante.

Principalul consumabil pentru imprimarea cu jet de cerneală UV este cerneala UV cu jet de cerneală, care necesită o vâscozitate scăzută, o viteză mare de întărire, o bună stabilitate a pigmentului și absența sedimentării.