Oligomeri specijalnih performansi

1.Oligomeri dvostrukog stvrdnjavanja

Ako oligomer sadrži dvije različite vrste aktivnih funkcionalnih grupa za stvrdnjavanje, kao što je akrilatna grupa koja može proći kroz stvrdnjavanje slobodnim radikalima i druga grupa koja može proći kroz kationsko fotostvrdnjavanje, stvrdnjavanje vlagom, hidroksilno stvrdnjavanje ili termičko stvrdnjavanje, tada se naziva dvostruko stvrdnjavajući oligomer.

Korištenjem epoksidne smole bisfenola A i akrilne kiseline u reakciji esterifikacije otvaranjem prstena [epoksidna grupa : karboksilna grupa = (1,5 ~ 2,0) : 1, molarni odnos], priprema se epoksidna akrilatna smola koja sadrži epoksidne grupe. Akrilne grupe mogu proći kroz polimerizaciju slobodnih radikala, dok epoksidne grupe mogu proći kroz kationsku fotopolimerizaciju ili termičko stvrdnjavanje. Rezultati istraživanja pokazuju da postoji intramolekularna interakcija između ove dvije aktivne funkcionalne grupe, što može efikasno promovirati napredak i fotopolimerizacije slobodnih radikala i kationske fotopolimerizacije, značajno poboljšavajući brzinu reakcije i konačnu stopu konverzije, uz značajno smanjenje inhibicije kisika. Stvrdnuti film formiran dvostruko stvrdnjavajućim oligomerima pokazuje bolja mehanička svojstva.

Reakcijom heksametilen diizocijanata sa N,N-bis(3-aminopropiltrietoksisilanom), a zatim reakcijom sa hidroksietil akrilatom, može se pripremiti poliuretan akrilat siloksanskog tipa sa svojstvima fotostvrdnjavanja pod utjecajem slobodnih radikala i dvostrukog stvrdnjavanja djelovanjem vlage. Ovo se može koristiti u fotostvrdnjavajućim konformnim premazima.

Sinteza fenolnih epoksidnih akrilatnih smola koje sadrže epoksidne grupe rezultira materijalima sa funkcijama dvostrukog stvrdnjavanja slobodnim radikalima i termičkog stvrdnjavanja, koji se mogu koristiti u fotoosjetljivim lemnim otpornicima.

2.Samoinicirajući oligomeri

Postoje dvije vrste oligomera sa samoinicijativnim funkcijama:

1. Sam oligomer ima sposobnost fotoinicijacije, tako da u formulaciju treba dodati malo ili čak nimalo dodatnog fotoinicijatora.
2. Fotoinicijacijska grupa se ugrađuje u oligomer, pretvarajući ga u makromolekularni fotoinicijator koji funkcionira i kao oligomer i kao fotoinicijator u formulaciji.

Prva vrsta samoinicijativnog oligomera je novi proizvod koji je razvila američka kompanija Ashland. Priprema se Michaelovom adicionom reakcijom između multifunkcionalnih akrilatnih estera i β-ketoestera (kao što su etil acetoacetat, alil acetoacetat i 2-acetoacetoksietil metakrilat). Aktivni metilenski ugljik u β-ketoesteru formira novu kovalentnu vezu s terminalnim ugljikom dvostruke veze ugljik-ugljik akrilata. Karbonilna grupa u β-ketoesteru je povezana s potpuno supstituiranim atomom ugljika. Ova veza je nestabilna pod ultraljubičastim svjetlom. Nakon apsorpcije UV svjetla, lako se prekida, stvarajući acetilni slobodni radikal i drugi makromolekularni slobodni radikal, čime se osigurava sposobnost samoinicijacije.

Stoga, kod UV premaza, tinti i ljepila formuliranih sa samoinicijacijskim oligomerima, potrebno je malo ili nimalo dodatnog fotoinicijatora. Ovo izbjegava probleme poput mirisa, žutila, poteškoća u miješanju, taloženja, migracije i visokih troškova povezanih s dodavanjem tradicionalnih fotoinicijatora.

Samoinicijativni oligomeri se također mogu pripremiti reakcijama između različitih akrilatnih estera i različitih Michaelovih donora, formirajući niz proizvoda.

Vrste akrilata uključuju: akrilat, epoksi akrilat, poliuretan akrilat, poliester akrilat, silikon akrilat, melamin akrilat, perfluoroakrilat, fumarat i maleat. Michaelovi donori uključuju: β-ketoestere, β-diketone, β-ketoamide, β-ketoanilide i druge. R' grupa u Michaelovom donoru može biti funkcionalna grupa ili grupa dvostrukog očvršćavanja.

Druga vrsta samoinicijativnog oligomera se uglavnom priprema reakcijom fotoinicijatora koji sadrže hidroksil (kao što je benzoin, 1173, 184, 2959) sa oligomerima koji sadrže izocijanatne grupe, čime se fotoinicijator kalemljuje na oligomer i stvara makromolekularni fotoinicijator sa ugrađenom inicijacijskom grupom.

Prednosti kalemljenih fotoinicijacijskih oligomera:

1. Brzina fotosenzibilizacije je bliska onoj kod konvencionalnih oligomera kombinovanih sa fotoinicijatorima malih molekula.
2. Dobra kompatibilnost sa sistemom.
3. Značajno smanjuje migracijsku sposobnost fotoinicijatora.
4. Smanjuje stvaranje štetnih produkata fotorazgradnje iz fotoinicijatora (kao što je benzaldehid).
5. Fotoinicijator je netoksičan i bezopasan, što ga čini pogodnim za upotrebu u premazima i bojama za pakovanje hrane.

Podaci pokazuju da produkti reakcije kalemljenja fotoinicijatora uveliko smanjuju sposobnost migracije i ispiranja fragmenata inicijatora, a količina benzaldehida generiranog u očvrsnutom filmu također je značajno smanjena. Stoga, kalemljenje fotoinicijatora na oligomere u suštini stvara klasu makromolekularnih fotoinicijatora koji su netoksični i bezopasni. Mogu se koristiti u premazima i tintama za pakovanje hrane i farmaceutskih proizvoda. Godine 2006., Američka Uprava za hranu i lijekove (FDA) objavila je da se UV premazi i tinte proizvedene korištenjem makromolekularnih fotoinicijatora mogu koristiti u štampanju ambalaže za hranu i farmaceutske proizvode, potpuno mijenjajući prethodnu praksu gdje se UV tinte i premazi nisu mogli koristiti za pakovanje hrane i farmaceutskih proizvoda, te otvarajući novo polje za primjenu UV tinte i premaza.

3.Oligomeri niske viskoznosti

Krajem 20. stoljeća pojavila se nova tehnologija za fotosenzibilne materijale - UV inkjet printanje. Inkjet printanje je beskontaktna metoda printanja koja ne zahtijeva ploče za printanje. Slike se formiraju izbacivanjem kapljica tinte na podlogu. Uređivanjem grafike i teksta putem računara i kontrolom glave za printanje kako bi precizno izbacivao kapljice tinte, to je potpuno digitalni proces printanja. Trenutno je to jedna od najbrže razvijajućih metoda digitalnog printanja, koja nudi prednosti printanja na zahtjev, velike brzine, visokog kvaliteta i živih boja.

Glavni potrošni materijal za UV inkjet printanje je UV inkjet tinta, koja zahtijeva nisku viskoznost, veliku brzinu sušenja, dobru stabilnost pigmenata i odsustvo sedimentacije.