Cơ sở vật chất tiên tiến Sản xuất hiệu quảỨc chế oxy bề mặt trong quá trình lưu hóa tia cực tím (UV) là một vấn đề đang gây khó chịu cho mọi người:
Khi được quang hóa trong không khí, sự ức chế oxy thường làm cho lớp lót bên dưới cứng lại và bề mặt không bị trầy xước và dính.
Ức chế oxy có thể dẫn đến một số lượng lớn các cấu trúc oxy hóa như các nhóm hydroxyl, carbonyl và peroxy trên bề mặt lớp phủ, có thể ảnh hưởng đến sự ổn định lâu dài của lớp phủ, và thậm chí có thể ảnh hưởng đến độ cứng, độ bóng và khả năng chống trầy xước của phim chữa bệnh. hiệu suất.
tại sao?
Trạng thái cơ bản của một chất tổng quát là trạng thái đơn lẻ và trạng thái ổn định của O2 là trạng thái bộ ba và có hai electron chưa ghép cặp có cùng hướng quay. Do đó, nó cạnh tranh với sự trùng hợp của các gốc tự do để tiêu thụ các gốc tự do.
Do hầu hết các quá trình quang hóa được thực hiện trong môi trường không khí và các ứng dụng chính là các vật liệu có tỷ lệ bề mặt / thể tích cực lớn như lớp phủ và mực, nên O2 có khả năng chống trùng hợp gốc tự do của vật liệu có thể quang hóa. Thu thập.
Đặc biệt là khi độ dày màng mỏng, nồng độ oxy trong hệ thống hữu cơ dầu thường nhỏ hơn hoặc bằng 2 × 10-3 mol / L, không chỉ ức chế sự trùng hợp của các phân tử oxy hòa tan trong hệ thống công thức, mà còn trong quá trình đóng rắn trong quá trình quang hóa. Việc tiêu thụ các phân tử oxy, oxy trong không khí trên bề mặt của lớp phủ cũng có thể nhanh chóng khuếch tán vào lớp phủ được bảo dưỡng, tiếp tục cản trở quá trình trùng hợp. Nồng độ oxy hòa tan ban đầu trong hệ thống rất thấp và tương đối dễ tiêu thụ. Đối với một hệ thống khép kín, quá trình các gốc sống chính tiêu thụ oxy hòa tan về cơ bản tương đương với thời kỳ cảm ứng trùng hợp. Nói một cách tương đối, oxy khuếch tán từ bên ngoài vào bên trong lớp phủ là lý do chính gây cản trở trùng hợp. Ức chế oxy cũng có khả năng xảy ra ở các lớp bề mặt của lớp phủ hoặc trong toàn bộ lớp phủ mỏng hơn, vì các phân tử oxy trong môi trường dễ dàng khuếch tán hơn trong các khu vực này.
Oxy phá hủy chế độ bề mặt - dập tắt, nhặt rác và oxy hóa. Cơ chế cụ thể như sau:
Tiêu diệt
Bộ ba O2 ở trạng thái cơ bản có thể được phản ứng như một chất khử với chất khởi tạo được quang hóa (được chỉ định bởi Phi) để tạo thành một phức chất, do đó làm tắt chất quang hóa kích thích trạng thái bộ ba. Quá trình này được thể hiện như sau:
Phi → (Phi) * → (Phi) *, (Phi) * + (O2) → Phi + (O2)
Trong quá trình trên, O2 bị kích thích ở trạng thái singlet hoạt động và bộ quang hóa trở lại từ trạng thái kích thích sang trạng thái cơ bản, do đó cản trở việc tạo ra các gốc hoạt động. Hầu hết các quang hóa nhiệt phân có thời gian ngắn của bộ ba kích thích. Trước khi người khởi xướng phấn khích phản ứng với O2, người khởi xướng đã bị phân hủy, do đó xác suất dập tắt lưỡng kim của O2 và người quang hóa là tương đối thấp. Có thể thường xuyên bị bỏ qua.
Thông thoáng
Trạng thái cơ bản O2 về cơ bản là một gốc kép, do đó nó có hoạt tính bổ sung mạnh mẽ cho các gốc hoạt động được tạo ra trong quá trình quang hóa [k> 109 / (mol · s)], tạo thành một gốc peroxid hóa tương đối ổn định. Quá trình này có tốc độ nhanh hơn và có thể cạnh tranh với phản ứng cộng của các gốc sống với monome và gây cản trở đáng kể nhất cho quá trình trùng hợp. Nó có thể được chia thành 2 bước sau đây:
Các gốc sống bắt đầu trùng hợp của monome.
R · + CH2═CXY → R Đuôi CH2 C C · XY + monome → polymer
Các gốc tự do hoạt động được thêm vào O2.
R · + O2 → R─O─O · (gốc peroxy)
R-CH2-C · XY + O2 → R-CH2-CXY-OO ·
oxy hóa
Các phân tử oxy cũng có thể oxy hóa các gốc tự do đã được trùng hợp với các monome thành peroxit, ngăn ngừa sự trùng hợp của các monome.
Rõ ràng, trong cả ba trường hợp, tốc độ trùng hợp sẽ giảm và sự hình thành peroxide sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất của lớp phủ được bảo dưỡng. Cần lưu ý rằng hằng số tốc độ phản ứng của gốc R · và O 2 lớn hơn 104 đến 105 lần so với hằng số tốc độ phản ứng của phân tử monome, vì vậy ngay cả khi chỉ có một lượng nhỏ oxy trong lớp phủ, phản ứng giữa R · và O 2 không thể bỏ qua. Khi gốc peroxide ROO · được tạo ra. Do ROO · rất ổn định và không có khả năng bắt đầu trùng hợp, nên sự hiện diện của O2 tiêu thụ gốc R · hoạt động, làm cho tốc độ trùng hợp phản ứng giảm và biểu hiện thời kỳ cảm ứng. Do đó, O2 là chất ức chế trùng hợp để trùng hợp gốc tự do của hệ thống quang hóa ở nhiệt độ bình thường.
Phương pháp trùng hợp ức chế oxy hiện có
Phương pháp vật lý: phương pháp bảo vệ khí trơ, sáp nổi, màng, chiếu xạ mạnh, chiếu xạ phân tán
Phương pháp hóa học: Thêm các chất cung cấp hoạt chất hydro - thiol, amin, ether acryit (acryit có thể được tích hợp với lớp phủ để ngăn ngừa nứt bề mặt, nhưng cũng làm giảm mùi hôi); cung cấp công suất nguyên tử hydro trong cùng điều kiện: Lớp thiol> Amin> Ethers
Lấy một amin làm ví dụ, cơ chế phản ứng như sau: có 6 hydrogens hoạt động trên amin, có thể tiêu thụ 6 oxy.
Sau một loạt các thí nghiệm về các phương pháp này, chúng tôi đã đi đến kết luận sau:
Bất kể thiết bị đóng rắn cao hay thấp, miễn là acryit biến đổi thiol, amoniac hoặc ether có thể cải thiện khả năng phản ứng bề mặt;
Độ phản ứng bề mặt tăng khi nồng độ của acryit biến đổi tăng.
Các nhóm Sulfhydryl có thể hoạt động hiệp đồng với các acrylate polyether hoặc các cấu trúc phản ứng cao;
Thay đổi công thức hoặc độ dày của lớp phủ cũng có thể cung cấp phản ứng bề mặt. Rút ngắn khoảng cách mà năng lượng thấp được áp dụng cho chất nền để ngăn chặn sự phá hủy bề mặt khỏi bị phá hủy.