Der "unsichtbare Killer" der UV-Härtung: Mechanismus-Analyse und Lösung der Sauerstoffinhibierung
Als eine der wichtigsten grünen Fertigungstechnologien im 21. Jahrhundert spielt die UV-Härtungstechnologie (UV-Härtung) eine Schlüsselrolle in vielen Bereichen wie Druck, Elektronik, Automobil und Medizin. Die Sauerstoffinhibierung ist jedoch wie ein "unsichtbarer Killer", der die Leistung und die Anwendungserweiterung der UV-Härtungstechnologie ernsthaft einschränkt.
Die direkteste Manifestation der Sauerstoffinhibierung ist die "Klebrigkeit" der Beschichtungsoberfläche: Nach der UV-Bestrahlung ist das Innere der Beschichtung vollständig ausgehärtet, aber die Oberfläche bleibt klebrig, und der erwartete Härtungseffekt kann nicht erzielt werden. Dieses "inkonsistente" Phänomen beeinträchtigt nicht nur die Erscheinungsqualität des Produkts, sondern kann auch nachfolgende Verarbeitungsschwierigkeiten, eine Verschlechterung der Produktleistung und sogar die Verschrottung der gesamten Produktcharge verursachen.
Aus Sicht der Produktleistung führt die Sauerstoffinhibierung zu einer großen Anzahl instabiler Oxidationsstrukturen auf der Oberfläche, die zu Defekten wie Vergilbung und Nadellöchern führen, was die Lebensdauer und Zuverlässigkeit des Produkts ernsthaft beeinträchtigt. Aufgrund seiner einzigartigen Triplett-Grundzustandsstruktur ist die Reaktionsgeschwindigkeit von Sauerstoffmolekülen mit freien Radikalen um 4-5 Größenordnungen höher als die normaler Polymerisationsreaktionen, was der Hauptgrund für das Phänomen der Sauerstoffinhibierung ist.
Studien haben gezeigt, dass durch umfassende Maßnahmen wie Schutz unter Inertgasatmosphäre, Formeloptimierung und Prozessverbesserung die Sauerstoffinhibierung wirksam unterdrückt und die UV-Härtungseffizienz und die Produktqualität deutlich verbessert werden können.
1. Physikalische Barriere: Floating-Wax-Methode und Beschichtungsverfahren.
2. Lichtintensität: Eine einfache Möglichkeit, die Sauerstoffinhibierung zu reduzieren, ist die Erhöhung der Lichtintensität, wodurch der Initiator eine höhere Konzentration an freien Radikalen bildet, die sich schnell mit gelöstem Sauerstoff verbinden und dessen Konzentration reduzieren.
3. Lichtquelle: Die kontinuierliche Bestrahlung mit UV-Blitztechnologie kann kurze und hochintensive Ultraviolett-Strahlungsimpulse erzeugen und dadurch extrem hohe Konzentrationen an freien Radikalen erzeugen. Das von der Excimerlampe emittierte Vakuum-Ultraviolettlicht (z. B. 172 und 222 nm) kann aufgrund der geringen Transmission von Vakuum-Ultraviolettlicht nur ultradünne Beschichtungen von 1-2 μm aushärten; die Härtung in diesem Band erfordert keinen Photoinitiator, die entsprechende initiierende Konzentration an freien Radikalen ist sehr gering, und es wird signifikantes Ozon erzeugt, wenn die Reaktion in der Luft durchgeführt wird.
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