اختصاصی بسپار/ انتخاب بهینه آغازگرهای نوری در پوشش‌هاي تابش پز (UV-Cure Coatings)

گروه ترجمه و تولید محتوا در بسپار/ایران پلیمر  در یک دهه اخیر، مطالعات بسیاری در حوزه توليد پوشش های تابش پز، انتخاب بهینه مواد، شرایط عملیاتی، و کاربردهای نوظهور این فناوری در صنعت، صورت گرفته است. مزایایی نظیر سرعت بالای پخت، مصرف انرژی پایین، ایجاد پوشش هایی با ضخامت بالا، فرآیند ساده و تک مرحله ای، کاهش قابل توجه ترکیبات آلی فرّار (VOC)، فناوری تابش پز را به عنوان جایگزینی پایدار و کارآمد برای پوشش‌های سنتی حلال پایه معرفی کرده است. این پوشش ها کاربردهای متنوعی در صنایع مختلف مانند چوب، خودرو، پلاستیک، چاپ و الکترونیک دارند.
با توجه به اهمیت کلیدی نقش آغازگرهای نوری، به عنوان عامل اصلی پلیمریزاسیون و سخت شدن این پوشش ها، در این مقاله، با یک رویکرد کاربردی، نگاه ویژه ای به انواع آغازگرهای مصرفی در پوشش های تابش پز شده است. هدف اصلی، شناساسی انواع متداول آغازگرهای نوری قابل استفاده، انواع تجاری، مکانیزم عملکرد، معیارهای انتخاب آغازگر و معرفی جایگزین های جدید در این حوزه است. همچنین، چالش‌های مهمی نظیر زردشوندگی، مهاجرت (جابه‌جایی ناخواسته ماده از پوشش به محیط)، پخت ناقص، سمیت، تداخل با سایر افزودنی ها و سرعت پخت مورد بررسی قرار گرفته‌است.
کلیدواژه: آغازگر نوری، تابش پز، پوشش

مقدمه
یک پوشش تابش پز معمولاً از چهار جزء اصلی تشکیل شده است: الیگومر، مونومر، آغازگر نوری، افزودنی:
-الیگومرها(oligomers) ساختار اصلی پلیمر را تشکیل می‌دهند و خواص مکانیکی و شیمیایی پوشش را تعیین می‌کنند.
-مونومرهای فعال(reactive monomers) برای تنظیم گرانروی پوشش مورد استفاده قرار می گیرند. این مونومرها، به عنوان جایگزین حلال یا رقیق کننده در این فرمولاسیون ها حضور دارند. با این تفاوت ویژه نسبت به حلال های عمومی، که فعال هم هستند، یعنی به طور کامل در شبکه پلیمری وارد می شوند و بر سرعت پخت و خواص نهایی پوشش هم تأثیر می‌گذارند.
-آغازگرهای نوری(photo initiator)، ترکیباتی هستند که می توانند انرژی نور در محدوده طول موج خاصی (در محدوده فرابنفش یا مرئی) را جذب کرده و گونه‌های فعال (رادیکال‌های آزاد یا کاتیون‌ها) تولید ‌کنند، که نهایتاً واکنش پلیمریزاسیون آغاز شده و فرآیند پخت انجام شود.
– افزودنی‌های سیستم های تابش پز، برای ایجاد و تنظیم خواص خاص نظیر مقاومت به خراش، کاهش براقیت، خاصیت ضد باکتری و .. به فرمولاسیون اضافه می‌شوند.

روش شناسی و بحث: شناخت و انتخاب آغازگرهای نوری
1. نقش آغازگرهای نوری در فرمولاسیون تابش پز
در قلب فناوری پخت با اشعه فرابنفش، آغازگرهای نوری به عنوان کلیدی‌ترین جزء عمل می‌کنند. این ترکیبات، انرژی نور را جذب کرده و فرآیند پلیمریزاسیون را آغاز می‌کنند، که به سرعت منجر به تشکیل یک پوشش سخت و مقاوم می‌شود. به بیان دیگر، آغازگرهای نوری انرژی فوتون‌ها را جذب کرده و به انرژی شیمیایی تبدیل می کنند. این فرآیند باعث تولید گونه‌های واکنشی (مانند رادیکال‌های آزاد یا کاتیون‌ها) می‌شود که به عنوان «جرقه» برای آغاز واکنش پلیمریزاسیون عمل می‌کنند. کارایی یک پوشش، از جمله سرعت پخت، میزان عمق پخت (Depth of curing)، و حتی خواص ظاهری آن مانند شفافیت و مقاومت به زردشوندگی، به‌طور قابل توجهی به نوع و غلظت آغازگر نوری انتخاب‌شده، بستگی دارد.
2. مکانیسم عمل آغازگرهای نوری
آغازگرهای نوری بر اساس مکانیسم تولید گونه‌های فعال به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند [1-5]:
۲.۱. آغازگرهای نوع I (شکافنده – Cleavage Type)
این دسته از آغازگرها با جذب فوتون، به صورت درون‌مولکولی و از طریق شکست یک پیوند شیمیایی (معمولاً پیوند α)، به دو یا چند رادیکال آزاد تبدیل می‌شوند. این رادیکال‌ها به سرعت و با کارایی بالا پلیمریزاسیون را آغاز می‌کنند.
• انواع متداول: هیدروکسی کتون‌ها (Hydroxy ketones) و فسفین اکسیدها (phosphine oxides)
• مزایا: سرعت پخت سریع (کارایی بالا)، زردشوندگي پايين(نسبت به آغازگر هاي نوع II)
۲.۲. آغازگرهای نوع II (جاذب هیدروژن – H-abstraction Type)
آغازگرهای نوع II پس از جذب فوتون و برانگیخته شدن، به تنهایی قادر به تولید رادیکال نیستند. آن‌ها با جذب یک اتم هیدروژن از یک دهنده هیدروژن (Co-initiator) مانند آمین‌ها، رادیکال‌های آزاد را تولید می‌کنند.
• انواع متداول: بنزوفنون‌ها (Benzophenones) و تیوزانتون‌ها (Thioxanthones)
• مزایا: این سیستم‌ها به دلیل استفاده از آمین‌ها، می‌توانند بر ممانعت اکسیژن تا حدودی غلبه کنند، معمولاً هزينه پايين تری نسبت به نوع I دارند.
۲.۳. آغازگرهای نوری کاتیونی (Cationic Photo initiators)

این دسته، پلیمریزاسیون را از طریق تولید یک اسید برونشتد یا لوئیس آغاز می‌کنند [6]:
• انواع متداول: نمک‌های تری‌آریل سولفونیوم (Triarylsulfonium salts) و دی‌آریل یدونیوم (Diaryliodonium)
• مزایا: به اکسیژن حساس نیستند و برای پخت رزین‌های اپوکسی و وینیل اتر مناسب‌اند.

3. معرفی و مقایسه انواع تجاری و عملکرد
انتخاب آغازگر نوری به نیازهای فرمولاسیون و شرایط پخت بستگی دارد. در این بررسی به مقایسه برخی از انواع تجاری رایج پرداخته شده است.

نویسندگان:  علی الماس گنج (مهندس شیمی، کارشناس توسعه کسب و کار شرکت ماران تجارت)، کیمیا ربیعی (مهندس پلیمر،کارشناس دیجیتال مارکتینگ شرکت ماران تجارت)، یاسمین خنجری ( مهندس شیمی، مدیر توسعه کسب و کار شرکت ماران تجارت)

(ادامه دارد …)

متن کامل این مقاله را در شماره 282 دوماهنامه پوشرنگ از گروه مجلات بسپار که در نیمه اسفندماه 1404 منتشر شده است، می خوانید.

“شرکت بازرگانی ماران تجارت” بعد از ۱۳ سال سابقه واردات مواد اولیه شیمیایی، در سال 1404 با عنوان “نماینده رسمی و مستقیم شرکت HAOHUI” در ایران، با تضمین اصالت و کیفیت کالا، اقدام به ارائه قیمت رقابتی و مشاوره فنی-تخصصی در خصوص تامین انواع الیگومر، مونومرهای تک عاملی و چند عاملی و آغازگرهای نوری می نماید.

جدول منتخب آغازگرهای نوری HAOHUI :

گریدهای پر مصرف آغازگر نوری با برند HAOHUI، معادل دقیق گریدهای تجاری جهانی، در جدول زیر ارائه شده است:

اطلاعات تماس با ماران تجارت

برای دریافت پیش‌فاکتور، استعلام قیمت روز و مشاوره فنی با کارشناسان فروش و توسعه ماران تجارت، در تماس باشید.

☎️ 021-26378329

☎️ 021-26378327

☎️ 021-26378325

☎️ 021-26378323

در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک مجله با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق طاقچه  و  فیدیبو  قابل دسترسی است.