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影响UV胶水固化反应的六个因素

编辑:卓越化学发布时间:2020-10-23

  1 起始剂的吸收波长

  光起始剂的种类繁多,吸收光线波长的位置也各不相同。以BP为例,其吸收波长在315nm以下,适用于提高光硬化树脂的表面硬化速率。TPO的吸收波长约达可见光的蓝光附近(430nm),应用于材质透明但是紫外线无法穿透的情况。

  2 起始剂的吸收感度

  起始剂的吸收感度也是影响光硬化反应的一项重要因素。高感度的起始剂有较高的起始效率,能够在光线强度较弱或者是光线能量较低的情况下达到相同效果。添加增感剂可提高起始剂吸收感度。

  3 光线的放射波长

  相对于起始剂对光线波长的吸收为达续光谱,光源的放射波长多呈现一边疆分布。以低成本UV灯(10-2~10-3Torr)为例,其放射波长以185nm和254nm为主。由于波长低于300nm的紫外光对皮肤的伤害较大,又会和空气中的气氛产生臭气,所以广泛用于光硬化系统的光源是高压UV灯(102Torr),其最大的放射波长位于365nm。在高压UV灯中掺杂部份金属卤化物可以把光源的放射波长往可见光方向偏移,俗称卤素灯,其最大的放射波长会出现在蓝光附近的400~450nm间。

  4 需要的照射能量

  光硬化树脂反应条件的叙述是以:特定波长下,单位面积的照射能量(mj/cm2)来做标准。举例来说:一般压克力系的光硬化剂在365nm下反应所需要的能量约1500~2000 mj/cm2,环气树脂系的光硬化剂约需3000~6000 mj/cm2,部份感度较高的压克力系统在254nm下反应只需要800 mj/cm2。照射能量的多寡主要是视反应率的需求而定,过少的照射能量会导致胶体硬化不完全,性质未达最适化,过多的照射能量会造成树脂黄化、劣化。

  5 光源的强

  树脂所接受到的照射能量(mj/cm2)是以光源强度(mw/cm2)乘照射时间(sec)来表示。以反应需要2000 mj/cm2的系统为例,若使用强度2000mw/cm2的集束点光源来照射,仅需耗费1秒。若使用强度100 mw/cm2的平面光源来照射,需要20秒。若使用晴天的太阳来固化(照度约1~2 mw/cm2),则要曝晒15~30分钟以上。

  光源强度的选择和制程条件、成品性质、成本因素密切相关。以DVD的接着为例,制程上使用非常强的光源,让接着剂在2秒内曝光完毕,以满足快速量产的需求。不过,太强烈的照度对成品性质有负面影响,举例来说,提高n倍的自由基,使得成本速率提高n2倍。换句话说,太强的照度会使接着剂的分子量下降,分子链端变多,从而没有得到最佳强度。

  6 光硬化反应的环境

  光硬化接着剂会受到环境因素的影响。以阳离子型环氧树脂为例,其反应速率很容易受到湿度的影响,因为空气中的水气会终止阳离子的活性,迟滞反应速率。再以压克力系的光硬化剂为例,其反应速率很容易受到空气中的氧气反应,产生过气化物的自由基,其反应速度比新自由基的生成快数百倍。



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