tin tức công ty về Gốc methyl: Bí mật bị đánh giá thấp về hiệu suất cao trong đóng rắn UV

Trong các cuộc thảo luận về các công thức xử lý bằng tia cực tím, trọng tâm thường là phổ hấp thụ, khả năng ẩn tối, sự di chuyển và độ an toàn của các chất xúc tác quang, trong đó ít người coi "gốc tự do nào được tạo ra" là phương tiện chính để tối ưu hóa hiệu suất. Trong trò chơi hiệu quả của việc xử lý bằng tia cực tím, yếu tố quyết định có thể không phải là nguồn sáng mới nhất hay chất khởi đầu đắt tiền nhất mà là một gốc tự do bị bỏ qua. Trên thực tế, các loại có thể tích nhỏ, có khả năng phản ứng cao như gốc metyl (·CH₃) có thể đóng vai trò bị đánh giá thấp nhưng rất quan trọng trong tốc độ bắt đầu, động học phát triển chuỗi sớm và hiệu suất xử lý trong điều kiện chiếu xạ năng lượng thấp.

Để hiểu tầm quan trọng của các gốc methyl, trước tiên chúng ta phải giải quyết một trong những thách thức cốt lõi của quá trình xử lý bằng tia cực tím: hạn chế khuếch tán. Quá trình xử lý bằng tia cực tím về cơ bản bao gồm chất xúc tác quang hấp thụ năng lượng ánh sáng tia cực tím và sau đó phân hủy để tạo ra các gốc sơ cấp có khả năng phản ứng cao. Các gốc này hoạt động giống như "chất đánh lửa", tấn công nhanh chóng các monome và oligome (acrylate) trong công thức, bắt đầu phản ứng trùng hợp chuỗi và ngay lập tức biến vật liệu lỏng thành trạng thái rắn. Quá trình này diễn ra rất nhanh trong giai đoạn đầu của phản ứng. Tuy nhiên, vấn đề sẽ sớm nảy sinh: độ nhớt tăng mạnh: Khi phản ứng trùng hợp diễn ra, độ nhớt của hệ thống tăng theo cấp số nhân, nhanh chóng chuyển sang trạng thái "gel". Vấn đề nan giải của "bộ binh hạng nặng": Các gốc cơ bản được tạo ra do sự phân hủy của các chất xúc tác quang hóa truyền thống (như TPO, 1173, 184, v.v.) thường là các phân tử tương đối lớn và cồng kềnh (ví dụ: gốc benzoyl).

Hiệu ứng Trommsdorff: Trong các hệ thống có độ nhớt cao, các gốc tự do khổng lồ, được bọc thép dày đặc này nhanh chóng bị giữ lại, khả năng dịch chuyển và khuếch tán của chúng bị hạn chế nghiêm trọng. Họ đấu tranh để tìm kiếm và tấn công các monome không phản ứng một cách hiệu quả. Đây là "mức trần hiệu quả" của quá trình xử lý bằng tia cực tím: mặc dù các monome không phản ứng vẫn còn trong hệ thống nhưng các gốc tự do không thể tiếp cận chúng, dẫn đến tỷ lệ chuyển đổi bị hạn chế, quá trình xử lý không hoàn toàn và hiệu suất bị ảnh hưởng. Vấn đề này đặc biệt rõ ràng trong các lớp phủ dày, hỗn hợp chất độn/sắc tố cao hoặc hệ thống có độ nhớt cao (chẳng hạn như chất kết dính UV).

Các gốc methyl thường được xem là gốc thứ cấp, đóng vai trò hỗ trợ. Chúng có thể phát sinh từ: sự phân mảnh sâu của các gốc khởi đầu (một số gốc sơ cấp có thể bị phân hủy thêm dưới ánh sáng); và các phản ứng chuyển chuỗi (các gốc có hoạt tính cao có thể tách các nguyên tử hydro khỏi các thành phần khác trong công thức, chẳng hạn như các chất trợ chất, dung môi hoặc thậm chí các đơn phân). Tại sao họ bị đánh giá thấp? Bởi vì chúng hiện diện với số lượng nhỏ, thời gian tồn tại ngắn và khó phát hiện chính xác bằng các phương pháp phân tích thông thường nên sự đóng góp của chúng vào động học phản ứng tổng thể bị đánh giá thấp đáng kể. Ngành này có xu hướng gán công lao cho “những kẻ tấn công chính”—những kẻ cấp tiến chính.

1. Tính di động cực cao:Các gốc methyl có kích thước cực kỳ nhỏ. Kích thước và khối lượng của chúng nhỏ hơn nhiều so với bất kỳ mảnh chất xúc tác quang học nào. Điều này có nghĩa là trong khi các gốc sơ cấp lớn đó bị “mắc kẹt trong bùn” và không thể di chuyển, thì các gốc metyl vẫn có thể di chuyển tương đối tự do qua các “khoảng trống” của mạng lưới polyme có liên kết chéo cao do kích thước cực kỳ nhỏ của chúng.

2. Khả năng phản ứng cực cao:Mặc dù nhỏ nhưng gốc methyl có khả năng phản ứng cực cao. Chúng có khả năng tấn công liên kết đôi acryit rất mạnh và bắt đầu quá trình trùng hợp. Hiệu ứng tổng thể: Nâng cao tỷ lệ chuyển đổi "5% cuối cùng". Trong các giai đoạn sau của quá trình xử lý bằng tia cực tím, khi tốc độ phản ứng giảm mạnh do hạn chế khuếch tán, các tính chất cuối cùng của hệ thống (chẳng hạn như độ cứng, khả năng kháng hóa chất và ít mùi) phụ thuộc chính xác vào "5% cuối cùng" của tỷ lệ chuyển đổi này.

Khi công nghệ UV tiến vào các lĩnh vực thách thức hơn (chẳng hạn như mực có khả năng che phủ cao, tia cực tím gốc nước và in 3D y sinh), độ nhớt và độ phức tạp của hệ thống đang tăng lên hàng ngày. “Hạn chế khuếch tán” sẽ trở thành một trở ngại khó vượt qua hơn cả “hiệu quả ban đầu”.