I. مفاهیم و مکانیسم های اساسی

1.1 تعریف و طبقه بندی تثبیت کننده های نور

تثبیت کننده های نور مواد افزودنی هستند که می توانند تخریب ، زردی و کاهش خاصیت مکانیکی مواد پلیمری را تحت تابش نور مهار یا کاهش دهند. عملکرد اصلی آنها محافظت از مواد در برابر تخریب فوتو اکسیداتیو با جذب انرژی ماوراء بنفش و تبدیل آن به گرما ، یا با گرفتن رادیکال های آزاد ، خاموش کردن اکسیژن مجرد و غیره است. با توجه به مکانیسم های عمل ، تثبیت کننده های نور عمدتاً به دسته های زیر طبقه بندی می شوند:

• جاذب های ماوراء بنفش(مانند بنزوتریوزول ها و بنزوفنون ها): اینها می توانند به صورت انتخابی نور ماوراء بنفش را جذب کرده و آن را به انرژی گرما تبدیل کنند.
• تثبیت کننده نور آمین مانع (HALS): اینها از طریق مکانیسم های متعدد مانند گرفتن رادیکال های آزاد و تجزیه هیدروپروکسیدها ، محافظت کارآمد را فراهم می کنند.
• خفه کن(مانند ترکیبات آلی نیکل): اینها می توانند انرژی مولکول های حالت هیجان زده را برای جلوگیری از واکنش های فوتو اکسیداسیون کاهش دهند.
• دستگاه های رادیکال رایگان: اینها به طور مستقیم رادیکال های آزاد تولید شده در طول فوتو اکسیداسیون را برای خاتمه واکنش های زنجیره ای ضبط می کنند.

1.2 تعریف و طبقه بندی فوتوینیاتورها

فوتوینیاتورها ترکیباتی هستند که پس از جذب طول موج خاصی از انرژی در منطقه ماوراء بنفش (250-420 نیوتن متر) یا منطقه نور قابل مشاهده (400-800 نانومتر) ، می توانند رادیکال یا کاتیونهای آزاد برای شروع پلیمریزاسیون ، اتصال متقابل و پخت مونومرها ایجاد کنند. آنها مؤلفه های اصلی در سیستم های فتوسورینگ هستند و محصولات فرمولاسیون را با رقیق کننده های واکنشی ، الیگومرها و مواد افزودنی تشکیل می دهند که سپس توسط کاربران نهایی اعمال می شوند. با توجه به مکانیسم های شروع آنها ، فوتوینیاتورها عمدتاً به این بخش تقسیم می شوند:

• فوتوینیاتورهای رادیکال رایگان: این موارد را می توان با توجه به مکانیسم تولید رادیکال های آزاد به نوع شکاف و نوع انتزاع هیدروژن تقسیم کرد.
• فوتوینیتورهای کاتیونی: اینها شامل نمک های دیاریلیودونیوم ، نمک های تریلیسولفونیوم و غیره است که اسیدهای پروتون فوق العاده قوی برای شروع پلیمریزاسیون تولید می کنند.
• فوتوینیتورهای ترکیبی: اینها هم عملکردهای رادیکال آزاد و هر دو کارآیی کاتیونی دارند که اثرات هم افزایی را نشان می دهند.

1.3 مقایسه مکانیسم های عمل

مکانیسم عمل تثبیت کننده های نور:

• انرژی ماوراء بنفش را جذب کرده و آن را به انرژی گرما تبدیل کنید (جاذب های ماوراء بنفش).
• رادیکال های آزاد تولید شده در هنگام فوتو اکسیداسیون (مانع آمین ها) را ضبط کنید.
• انرژی مولکول های حالت هیجان زده (خاموش کننده ها) را فرو کنید.
• هیدروپراکسیدها را برای جلوگیری از واکنش های زنجیره ای تجزیه می کند.

مکانیسم عمل فوتوینیتورها:

• انرژی فوتون را برای انتقال از حالت زمین به حالت هیجان زده جذب کنید.
• مولکول های حالت هیجان انگیز برای تولید رادیکال های آزاد اولیه (نوع شکاف) تحت شکاف همولیتیک قرار می گیرند.
• مولکول های حالت هیجان زده اتم های هیدروژن انتزاعی از اهدا کنندگان هیدروژن برای تولید رادیکال های آزاد فعال (نوع انتزاع هیدروژن).
• رادیکال ها یا کاتیونهای آزاد تولید شده ، واکنش های پلیمریزاسیون و اتصال متقابل مونومرها را آغاز می کنند.

اساسی ترین تفاوت بین این دو در این است کهتثبیت کننده های نور واکنشهای فتوشیمیایی را برای محافظت از مواد در برابر تخریب نور مهار یا کاهش می دهند ، در حالی که فوتوینیتاتورها به طور فعال واکنش های پلیمریزاسیون را پس از جذب انرژی نور برای ترویج پخت مواد آغاز می کنندبشر

ii. زمینه های اصلی کاربرد در توسعه محصول

2.1 نقش اصلی تثبیت کننده های نور در محصولات مختلف

تثبیت کننده های نور نقش غیر قابل تعویض در محصولات مختلفی دارند که نیاز به استفاده طولانی مدت در فضای باز یا ثبات نور زیاد دارند:

1. زمینه محصولات پلاستیکی

• چمن مصنوعی پلی الیفین: در تولید چمن مصنوعی پلی الیفین ، تفاوت عملکرد تثبیت کننده های نور به طور مستقیم بر عمر خدمات و سازگاری با محیط زیست محصولات تأثیر می گذارد. تثبیت کننده نور 783 در سناریوها با چرخه خدمات 2-3 ساله مانند 围挡 چمن و چمن منظره با نیاز کم عمل می کند. در حالی که تثبیت کننده نور 944 به دلیل مقاومت در برابر آب و هوا پایدار ، به انتخاب اصلی سناریوهای استفاده از فرکانس بالا مانند زمین های فوتبال و مزارع هاکی تبدیل شده است.
• قطعات پلاستیکی خودرو: نیازهای مقاومت در برابر آب و هوا برای قطعات پلاستیکی خودرو به طور مداوم در حال افزایش است. نسخه جدید "نیازهای فنی برای مقاومت در برابر آب و هوا قطعات پلاستیکی خودرو" مدت زمان آزمایش پیری مصنوعی را از 1500 ساعت به 2000 ساعت افزایش داده است و مستقیماً نسبت اضافی تثبیت کننده های نور را در مواد PP هدایت می کند تا از 1.2 ٪ به 1.8 ٪ افزایش یابد.
• فیلمهای کشاورزی: فیلم های کشاورزی یک زمینه مهم برای تثبیت کننده های نور هستند. به خصوص در مواردی که از سموم دفع آفات با غلظت بالا مانند گوگرد و کلر استفاده می شود ، تثبیت کننده های نور با کارایی بالا مانند Tinuvin® NOR® می توانند به طور موثری از محصولات پلاستیکی کشاورزی محافظت کرده و عمر آنها را گسترش دهند.

2. زمینه پوشش و جوهر

• پوشش های خودرو: تثبیت کننده نور BASF 292 یک تثبیت کننده نور آمین مانع مایع است که به روکش ها اختصاص داده شده است. این ماده در پوشش های خودرو (کاتالیز شده غیر اسید) ، پوشش های صنعتی و روکش های دارای تابش استفاده می شود. این می تواند به طور مؤثر عمر خدمات پوشش ها را بهبود بخشد و از ترک خوردگی و از بین رفتن براق جلوگیری کند.
• پوشش های معماری: برای پوشش های معماری در فضای باز (مانند سقف) ، چسب های معماری و درزگیرها برای محافظت طولانی مدت استفاده می شود.
• روکش چوبی: از زرد شدن چوب به دلیل قرار گرفتن در معرض نور جلوگیری کنید و عمر زیبایی شناسی مبلمان و کف را گسترش دهید.

3. میدان مواد ویژه

• سلولهای فتوولتائیک ارگانیک: به عنوان لایه های محافظ محصور ، آنها بازده تولید انرژی باتری ها را در محیط های فضای باز گسترش می دهند و به توسعه انرژی سبز کمک می کنند.
• فیلم های بسته بندی غذا: ضمن اطمینان از ایمنی ، آنها نفوذپذیری فیلم را حفظ کرده و جذابیت قفسه را تقویت می کنند.
• دستگاه های پزشکی: در محصولات پزشکی مانند کاتترهای پلی اورتان پزشکی استفاده می شود ، آنها نیاز به گذراندن تست بیوگرایی ISO 10993 دارند.

2.2 نقش اصلی فوتوینیاتورها در محصولات مختلف

فوتوینیاتورها مؤلفه های اصلی سیستم های فتوسور هستند و نقش مهمی در محصولاتی دارند که نیاز به پخت سریع و قالب گیری با دقت بالا دارند:

1. میدان مواد پخت UV

• پوشش های اشعه ماوراء بنفش: Irgacure 2959 یک فوتوینیتور ماوراء بنفش غیر زرد بسیار کارآمد است ، به خصوص برای سیستم های UV مبتنی بر آب مبتنی بر رزین های اکریلیک و پلی استرهای اشباع نشده و مزارع که نیاز به بوی کم دارند ، مناسب است.
• جوهرهای UV: Photoinitiator-184 (IRGACURE-184) می تواند انرژی تابش ماوراء بنفش را در طی فرآیند پخت جوهر جذب کند تا رادیکال ها یا کاتیونهای آزاد تشکیل شود ، شروع به پلیمریزاسیون ، اتصال متقابل و پیوند مونومر و الیگومرها کند. در مدت زمان بسیار کوتاهی ، جوهر به یک ساختار شبکه سه بعدی درمان می شود.
• چسب UV: فوتوینیاتورها یکی از مؤلفه های مهم چسب های فتوسور هستند و نقش تعیین کننده ای در میزان پخت و پز دارند. پس از تابش توسط نور ماوراء بنفش ، فوتوینیاتورها انرژی نور را جذب می کنند ، به دو رادیکال آزاد فعال تقسیم می شوند و پلیمریزاسیون زنجیره ای از رزین های حساس و رقیق کننده را آغاز می کنند و باعث می شوند چسبنده اتصال و درمان باشد.

2. میدان الکترونیک و میکروالکترونیک

• تابلوهای مدار PCB: فوتوینیاتورها نقش مهمی در ساخت تابلوهای مدار PCB دارند و در جوهرهای ماسک های عکاسی و ماسک لحیم کاری استفاده می شوند.
• پردازش میکرو الکتریکی: در زمینه پردازش میکروالکترونیک ، از فوتوینیتیاتورها در فرآیندهای فوتولیتوگرافی برای دستیابی به الگوی با دقت بالا استفاده می شود.
• ارتباط فیبر نوری: در ساخت پوشش های فیبر نوری و دستگاه های نوری استفاده می شود.

3. تولید مواد افزودنی و برنامه های ویژه

• چاپ سه بعدی: فوتوینیاتورها یکی از مؤلفه های اصلی رزین های فتوسور هستند که بر میزان پلیمریزاسیون ، عملکرد و ظاهر محصولات سه بعدی تأثیر می گذارد. در برنامه های چاپی سه بعدی زیست پزشکی ، فوتوینیتورهایی با زیست سازگاری خوب ، سمیت سلولی و حلالیت خوب آب لازم است.
• برنامه های زیست پزشکی: مطالعات نشان داده اند که آریل دیازیریدین های کربوکسیل ، هیدروکسیل و اتیلن گلیکول می توانند به عنوان جایگزین های فوتوینیتور سازگار با زیست سازگار استفاده شوند ، شروع به پلیمریزاسیون رادیکال در هر دو ماوراء بنفش (365 نانومتر) و طول موج مرئی (405 نانومتر).
• فن آوری های پخت نور LED و قابل مشاهده: فرمولاسیون پیشرفته فوتوینیتور از انتقال به فناوری های پخت نور LED و قابل مشاهده پشتیبانی می کند ، و ضمن حفظ یا بهبود کیفیت محصول ، تولید با اهداف محیطی را تراز می کند.

2.3 موارد کاربردی مشترک این دو در توسعه محصول

در توسعه محصولات خاص خاص ، برای دستیابی به بهترین نتایج ، باید تثبیت کننده های سبک و فوتوینیتاتورها به صورت هم افزایی مورد استفاده قرار گیرند:

• چسب های UV با کارایی بالا: چسب UV آنتی اکسیدان که توسط شرکت الکترونیکی Dongguan Boxiang Electronic Material ساخته شده است ، Ltd. با معرفی جاذب های UV و تثبیت کننده نور آمین ، مقاومت آب و هوا چسب UV را بهبود می بخشد. در عین حال ، اثر هم افزایی آنتی اکسیدان های اولیه و ثانویه به طور موثری مسیر اکسیداسیون را مسدود می کند ، به طور قابل توجهی عملکرد ضد پیری چسب UV را در محیط های با سلطنت بالا و اکسیداسیون بالا بهبود می بخشد.
• با استفاده از رزین اشعه ماورا: در تهیه رزین UV شاخص کم کننده اصلاح شده با سیلیکون برای الیاف نوری ، لازم است که هم کارآیی فوتوینیتور را در شروع واکنش پلیمریزاسیون و مقاومت طولانی مدت آب و هوا از محصول ارائه شده توسط تثبیت کننده نور در نظر بگیرید.
• خمیر نقره ای رسانا سریع: LTCC Rapid Ultraviole-Puring Sera Silver Silver که توسط ژجیانگ Moke ساخته شده است ، از نسبت خاصی از پروپلیمر ، پلاستیک ساز ، پودر نقره ای ، پودر شیشه ای و فوتوینیتور استفاده می کند که می توان طی 5 ثانیه به سرعت درمان کرد. در عین حال ، لازم است ثبات طولانی مدت محصول ارائه شده توسط تثبیت کننده نور را در نظر بگیرید.

iii ملاحظات اصلی در انتخاب مواد

3.1 مبنای انتخاب تثبیت کننده های نور

انتخاب تثبیت کننده نور مناسب نیاز به بررسی جامع عوامل مختلفی از جمله ویژگی های مواد ، محیط کاربردی و الزامات عملکرد دارد:

1. نوع و ساختار مواد

• نوع پلیمر: پلیمرهای مختلف دارای حساسیت های متفاوتی نسبت به تخریب فتود هستند و تثبیت کننده های سبک که با آنها مطابقت دارند ، نیاز به انتخاب دارند. به عنوان مثال ، نسبت اضافه HALS در مواد پلی پروپیلن (PP) معمولاً 0.5 ٪ -0.8 ٪ ، 30 ٪ بیشتر از وسایل نقلیه سوخت سنتی است.
• ساختار مولکولی: ساختار مولکولی ماده حساسیت آن به فوتو اکسیداسیون را تعیین می کند. پلیمرهای حاوی اوراق بهادار اشباع نشده ، ساختارهای شاخه ای یا آنهایی که مستعد تولید رادیکال های آزاد هستند ، به حفاظت از تثبیت نور قوی تر نیاز دارند.
• شرایط پردازش: دمای پردازش ، زمان و سایر شرایط مواد بر انتخاب تثبیت کننده های نور تأثیر می گذارد. به عنوان مثال ، تثبیت کننده نور 622 دارای مقاومت در برابر پردازش درجه حرارت بالا است و می تواند با فرآیندهای درجه حرارت بالا مانند قالب تزریق و اکستروژن سازگار شود.

2. عوامل محیط کاربردی

• شرایط آب و هوایی: شدت ماوراء بنفش ، دما ، رطوبت و سایر عوامل در مناطق مختلف اقلیمی متفاوت است. در محیط های با درجه حرارت بالا و پرشور ، تثبیت کننده نور 2022 به دلیل میزان کاهش وزن استخراج آب تنها 0.4 ٪ (در دمای 95 درجه سانتیگراد به مدت 100 ساعت در آب جوشانده شده است) به انتخاب ترجیحی برای مکان های ساحلی و سایر محیط ها تبدیل شده است.
• قرار گرفتن در معرض شیمیایی: مواد شیمیایی که ممکن است مواد با آن در تماس باشند ، بر انتخاب تثبیت کننده های نور تأثیر می گذارد. در سناریوهایی که به راحتی با مواد اسیدی تماس گرفته می شوند ، مانند اطراف استخرهای شنا و پارک های صنعتی شیمیایی ، مقاومت اسید تثبیت کننده نور 119 به یک مزیت مهم تبدیل می شود.
• زندگی: عمر سرویس مورد انتظار محصول هنگام انتخاب تثبیت کننده های نور ، مورد توجه مهمی است. از منظر متعادل کردن هزینه های اقتصادی و عملکرد ، تثبیت کننده نور 783 در سناریوها با چرخه خدمات 2-3 ساله به طور برجسته عمل می کند ، در حالی که تثبیت کننده نور 944 برای مکانهای ورزشی حرفه ای که نیاز به عمر خدمات طولانی تری دارند مناسب است.

3. الزامات عملکرد و نیازهای ویژه

• عملکرد نوری: برای محصولاتی که نیاز به شفافیت و براق بالا دارند ، مانند فیلم های نوری و پوشش های شفاف ، تثبیت کننده های نور که بر عملکرد نوری مواد تأثیر نمی گذارد ، نیاز به انتخاب دارند. به عنوان مثال ، تثبیت کننده نور JINJUN564 به دلیل ضریب انقراض مولر بالا ، می تواند با مقدار اضافی بسیار کم (0.1 ٪ -2.0)) به محافظت کارآمد برسد. این هنوز هم می تواند در لایه های فیلم فوق العاده نازک زیر 1 میکرون محافظت کند و از شفافیت و براق بودن پوشش اطمینان حاصل کند.
• عملکرد مکانیکی: میزان احتباس خصوصیات مکانیکی مانند استحکام کششی و کشیدگی در هنگام شکستن مواد ، یک شاخص مهم برای ارزیابی اثربخشی تثبیت کننده های نور است. آزمایشات نشان می دهد که خصوصیات مکانیکی رشته های چمن مصنوعی اضافه شده با تثبیت کننده نور 944 هنوز بیش از 70 ٪ پس از 3000 ساعت پیری حفظ می شود.
• حفاظت از محیط زیست و الزامات ایمنی: با تشدید مقررات حفاظت از محیط زیست ، سرمایه گذاری تحقیق و توسعه در محصولات HALS بدون هالوژن از 15 ٪ در سال 2024 به 32 ٪ در سال 2028 افزایش یافته است.

3.2 مبنای انتخاب فوتوینیاتورها

انتخاب فوتوینیتور مناسب همچنین نیاز به در نظر گرفتن چندین عامل برای اطمینان از مطابقت با سیستم فرمولاسیون و الزامات کاربردی دارد:

1. خصوصیات سیستم فتوکورینگ

• نوع پرولیمر: prepolymers های مختلف متفاوت به فوتوینیاتورها پاسخ می دهند. اصل اصلی انتخاب یک فوتوینیتور با فعالیت مناسب با توجه به نوع پروپلیمر و مونومر است.
• رنگ سیستم: برای سیستم های رنگی ، باید فوتوینیاتورهای دارای فعالیت با شروع زیاد در آن سیستم رنگی انتخاب شوند. مطالعات نشان داده اند که در مواد سیلیکون با اشعه ماوراء بنفش سیاه ، سیستم هایی با استفاده از ITX ، TPO ، 819 ، 907 و 369 به عنوان مبتکران ، زمان پخت و پز کوتاه تری دارند ، نشان می دهد که این مبتکران فعالیت شروع نسبتاً بالایی در سیستم های رنگی دارند.
• روش درمانی: با توجه به روش پخت ، فوتوینیتور مناسب را انتخاب کنید. به عنوان مثال ، فوتوینیتیاتورهای رادیکال کاتیونی ترکیبی می توانند هم تحت پلیمریزاسیون رادیکال و پلیمریزاسیون کاتیونی قرار بگیرند ، که می تواند از نقاط ضعف جلوگیری کند و بازی کامل را به نقاط قوت ، با اثرات هم افزایی ارائه دهد.

2. خصوصیات منبع نور و شرایط پخت

• طول موج منبع نور: طیف جذب فوتوینیتور باید با طیف انتشار منبع تابش مطابقت داشته و ضریب انقراض مولر نسبتاً بالایی داشته باشد. به عنوان مثال ، فوتوینیتور دامان دارای حداکثر طول موج جذب تا 380.5 نانومتر و یک باند جذب تا 410 نانومتر است که می تواند توسط نور آبی هیجان زده شود و برای منابع نور خاص LED مناسب است.
• شدت نور و زمان تابش: فوتوینیاتورهای مختلف نسبت به شدت نور و زمان تابش حساسیت های مختلفی دارند. مطالعات نشان داده اند که وقتی غلظت فوتوینیتور 7 ٪ باشد ، شدت مورد نیاز برای فتوکورینگ UV کمترین است ، یعنی سرعت پخت سریعترین است. با این حال ، ادامه افزایش غلظت فراتر از این نقطه ، در واقع سرعت پخت را کاهش می دهد.
• محیط زیست: عواملی مانند میزان اکسیژن و دما در محیط پخت بر اثربخشی فوتوینیتور تأثیر می گذارد. به عنوان مثال ، فتوکورینگ کاتیونی دارای انقباض حجم کمی ، چسبندگی قوی است و در طی فرآیند پخت و پز توسط اکسیژن مهار نمی شود و باعث می شود که آن را برای فتوکورینگ در یک محیط هوازی مناسب کند.

3. الزامات عملکرد برنامه

• سرعت پخت: برنامه های مختلف برای پخت سرعت نیازهای بسیار متفاوتی دارند. خمیر نقره ای رسانا با استفاده از ماوراء بنفش سریع LTCC که توسط ژجیانگ موک ساخته شده است ، می تواند در مدت 5 ثانیه درمان شود و این امر را برای خطوط تولیدی که نیاز به پخت سریع دارند ، مناسب می کند.
• عمق پخت: برای سیستم های فیلم ضخیم ، باید عمق پخت و پز فوتوینیتور در نظر گرفته شود. مطالعات نشان داده است که سیستم روتنیم/سدیم پرسولفات (RU/SPS) می تواند ساختارهای ضخیم (94/0 88 88 88 میلی متر) را پلیمریزه کند ، در حالی که هیدروژلهای آغاز شده توسط Irgacure 2959 (0.49 ± 1.62 میلی متر) عمق نفوذ ضعیف را نشان می دهند.
• عملکرد نهایی: فوتولیزور و محصولات فوتولیز آن باید برای مدت طولانی غیر سمی ، بی بو ، پایدار ، آسان برای ذخیره باشد و تأثیر منفی بر عملکرد محصول نهایی نخواهد داشت.

3.3 مقایسه پارامترهای کلیدی در انتخاب مواد

IV تأثیر و کنترل در بهینه سازی فرآیند

4.1 تأثیر تثبیت کننده های نور بر فرآیندهای تولید و کارآیی

انتخاب و استفاده از تثبیت کننده های نوری تأثیرات متعددی بر فرآیندهای تولید و کارآیی دارد:

1. تأثیر دمای پردازش و ثبات

• الزامات پایداری حرارتی: تثبیت کننده های نور نیاز به درجه خاصی از ثبات حرارتی دارند و در دمای پردازش تجزیه نمی شوند تا از پایداری در طول پردازش مواد اطمینان حاصل شود. به عنوان مثال ، تثبیت کننده نور 622 دارای مقاومت در برابر پردازش درجه حرارت بالا است و می تواند با فرآیندهای درجه حرارت بالا مانند قالب تزریق و اکستروژن سازگار شود.
• تأثیر در پنجره پردازش: تثبیت کننده های مختلف نوری دارای دمای تجزیه متفاوت و ثبات حرارتی هستند که این امر بر پنجره پردازش مواد تأثیر می گذارد. به عنوان مثال ، برخی از تثبیت کننده های نور ممکن است برای تولید گازها در دماهای بالا تجزیه شوند و منجر به حباب یا نقص سطح در محصول شوند.
• زمان پردازش طولانی: در بعضی موارد ، به ویژه هنگام استفاده از تثبیت کننده های نور ترکیبی ، ممکن است لازم باشد که زمان پردازش را به طور مناسب تمدید کنید تا اطمینان حاصل شود که تثبیت کننده نور به طور کامل پراکنده و به طور یکنواخت در مواد توزیع می شود.

2. روش اضافی و کنترل پراکندگی

• زمان افزودنی: زمان افزودن تثبیت کننده های نور تأثیر مهمی در پراکندگی و اثربخشی آنها در مواد دارد. به طور کلی ، تثبیت کننده های نور باید در مرحله اولیه ذوب مواد اضافه شوند تا از پراکندگی یکنواخت در مواد اطمینان حاصل شود.
• فناوری پراکندگی: برای بهبود اثر پراکندگی تثبیت کننده های نور ، ممکن است بعضی اوقات فن آوری های پراکندگی ویژه یا تجهیزات لازم باشد. به عنوان مثال ، در تولید فیلم های کشاورزی ، با استفاده از یک میکسر با سرعت بالا یا اکسترودر دوقلو می تواند یکنواختی پراکندگی تثبیت کننده های نور را بهبود بخشد.
• آماده سازی Masterbatch: اضافه کردن تثبیت کننده های نور به شکل Masterbatches می تواند دقت اندازه گیری و اثرات پراکندگی را بهبود بخشد ، به خصوص برای مواردی که کنترل دقیق مقدار اضافی لازم باشد.

3. بهینه سازی اثرات هم افزایی ترکیب

• ترکیب چند جزء: در صنعت ، پیشگیری مؤثر و عقب ماندگی عکاسی اغلب با ترکیب دو یا چند تثبیت کننده نور با مکانیسم های مختلف عمل برای جذب نور ماوراء بنفش در نوارهای مختلف با طول موج حاصل می شود ، که می تواند به اثرات بسیار خوبی برسد که یک تثبیت کننده نور واحد نمی تواند به آن برسد.
• مکانیسم هم افزایی: به عنوان مثال ، Uvinul 4050 می تواند به تنهایی یا در ترکیب با HAL های تثبیت کننده وزن مولکولی بالا برای دستیابی به اثرات هم افزایی استفاده شود. این اثر هم افزایی خوبی با جاذب های ماوراء بنفش بنزوات و آنتی اکسیدان های فنل را مانع می کند که می تواند مقاومت در برابر آب و هوا و سرعت رنگ PP و HDPE را بهبود بخشد.
• بهینه سازی نسبت اضافی: هنگام ترکیب تثبیت کننده های مختلف نور ، برای دستیابی به بهترین اثر ، بهینه سازی نسبت هر مؤلفه لازم است. به عنوان مثال ، در پوشش های خودرو ، مقدار اضافی توصیه شده از تثبیت کننده نور BASF 292 0.5-2 ٪ است و می توان آن را در ترکیب با 1-3 ٪ از جاذبه های ماوراء بنفش مانند Tinuvin 1130 و Tinuvin 384-2 استفاده کرد.

4.2 تأثیر فوتوینیتاتورها بر فرآیندهای تولید و کارآیی

خصوصیات و استفاده از فوتوینیاتورها تأثیر تعیین کننده ای در فرآیند فتوکورینگ و کارآیی تولید دارد:

1. انتخاب منبع نور و کنترل انرژی

• تطبیق منبع نور: فوتوینیاتورهای مختلف باید با منابع نوری مربوطه مطابقت داشته باشند. به عنوان مثال ، Irgacure 2959 و LAP در محدوده طول موج 320-500 نانومتر مؤثر هستند ، در حالی که سیستم پرسولفات روتنیم/سدیم اثرات بهتری در محدوده نور مرئی 400-500 نانومتر دارد.
• بهینه سازی چگالی انرژی: راندمان شروع فوتوینیاتورها با چگالی انرژی منبع نور ارتباط نزدیکی دارد. مطالعات نشان داده اند که فوتوینیاتورهای مختلف برای چگالی انرژی نیازهای مختلفی دارند که باید با توجه به شرایط خاص بهینه سازی شوند.
• مزایای منابع نور LED: فرمولاسیون پیشرفته فوتوینیتور از انتقال به فناوری های پخت نور LED و قابل مشاهده پشتیبانی می کند ، و ضمن حفظ یا بهبود کیفیت محصول ، تولید با اهداف محیطی را تراز می کند.

2. کنترل غلظت و کارآیی پخت

• تعیین غلظت بهینه: غلظت فوتوینیتور تأثیر قابل توجهی در میزان پخت دارد. مطالعات نشان داده اند که وقتی غلظت فوتوینیتور 7 ٪ باشد ، شدت مورد نیاز برای فتوکورینگ UV کمترین است ، یعنی سرعت پخت سریعترین است. با این حال ، ادامه افزایش غلظت فراتر از این نقطه ، در واقع سرعت پخت را کاهش می دهد.
• تأثیر غلظت بر عمق پخت: غلظت فوتوینیتور نه تنها بر سرعت پخت بلکه بر عمق پخت نیز تأثیر می گذارد. به عنوان مثال ، در رزین های دندانپزشکی ، با افزایش غلظت CQ ، میزان تبدیل و خصوصیات مکانیکی (مانند مدول الاستیک و سختی) افزایش می یابد ، در حالی که عمق پخت کاهش می یابد.
• تأثیر ضخامت مواد: برای مواد با ضخامت های مختلف ، غلظت و شرایط پخت فوتوینیتور باید تنظیم شود. به عنوان مثال ، Irgacure 819 یک فوتوینیتور ماوراء بنفش بسیار کارآمد است ، به خصوص برای پخت سیستم های فیلم ضخیم مناسب و به خصوص برای سیستم های سفید و مواد تقویت شده با فیبر شیشه ای مناسب است.

3. عوامل محیطی و کنترل فرآیند

• اثر مهار اکسیژن: در طی فرآیند فتوکراسیون رادیکال آزاد ، اکسیژن یکی از اصلی ترین عوامل مهار کننده است. مطالعات نشان داده اند که فتوکورینگ کاتیونی دارای انقباض حجم کمی ، چسبندگی قوی است و در طی فرآیند پخت توسط اکسیژن مهار نمی شود. خاتمه این واکنش آسان نیست و از توانایی "پس از درمان" قوی برخوردار است و آن را برای عکس گرفتن از فیلم های ضخیم مناسب می کند.
• تأثیر دما: دمای محیط بر فعالیت و میزان پخت و پز فوتوینیتور تأثیر می گذارد. به طور کلی ، افزایش دما باعث افزایش سرعت واکنش پلیمریزاسیون می شود ، اما درجه حرارت بسیار زیاد ممکن است باعث تغییر شکل مواد یا کاهش عملکرد شود.
• کنترل رطوبت: در برخی از سیستم های فوتوینیتور ، رطوبت محیط ممکن است بر اثر پخت تأثیر بگذارد. به عنوان مثال ، سیستم های فوتوینیتور مبتنی بر آب نسبت به تغییر در رطوبت محیط حساس تر هستند و رطوبت محیط فرآیند باید کاملاً کنترل شود.

4.3 اثرات هم افزایی این دو در بهینه سازی فرآیند

در بعضی از فرآیندها ، تثبیت کننده های سبک و فوتوینیتاتورها به صورت هم افزایی مورد استفاده قرار می گیرند. در این زمان ، تعامل آنها برای بهینه سازی فرآیند بسیار مهم است:

• اثرات هم افزایی در پوشش های UV: در پوشش های ماوراء بنفش ، فوتوینیاتورها وظیفه شروع واکنش پلیمریزاسیون را بر عهده دارند ، در حالی که تثبیت کننده های نور وظیفه محافظت از پوشش از تخریب فوتو اکسیداتیو را در حین استفاده دارند. به عنوان مثال ، اضافه کردن BASF مانع از تثبیت کننده نور آمین Tinuvin292 به روکش های خودرو می تواند زردی سیستم های اکریلیک را در زیر نور خورشید در فضای باز کاهش دهد.
• دنباله افزودنی هم افزایی: در سیستمهایی که هم از تثبیت کننده نور و هم از فوتوینیتاتورها استفاده می شوند ، دنباله اضافی ممکن است بر اثر نهایی تأثیر بگذارد. به طور کلی ، تثبیت کننده های نور ابتدا باید اضافه شوند و کاملاً پراکنده شوند و سپس باید به فوتوینیتاتورها اضافه شوند.
• کنترل تعامل: برخی از تثبیت کننده های نور ممکن است با فوتوینیاتورها تعامل داشته باشند و بر اثر پخت تأثیر بگذارند. به عنوان مثال ، تثبیت کننده نور BASF 292 ممکن است با اجزای رنگ (مانند کاتالیزورهای اسید) تعامل داشته باشد ، که باید با دقت ارزیابی شود.

V. تفاوت های عملکردی و مقایسه مزیت در سناریوهای برنامه

5.1 مقایسه برنامه در زمینه ساختمان و مصالح ساختمانی

مزایای تثبیت کننده های نور در زمینه ساختمان:

• عمر خدمات مصالح ساختمانی را گسترش دهید: در پوشش های معماری ، تثبیت کننده های نور می توانند به طور موثری مانع از حفظ براق در معرض نور خورشید ، جلوگیری از ترک خوردگی و لکه بینی شوند و از ترکیدن و لایه برداری سطح جلوگیری کنند و از این طریق عمر سرویس پوشش را تا حد زیادی گسترش می دهند.
• بهبود دوام: برای پوشش های معماری در فضای باز (مانند سقف) ، چسب های معماری و درزگیرها برای محافظت طولانی مدت استفاده می شود.
• حفاظت از محیط زیست و حفاظت از انرژی: با گسترش عمر خدمات مصالح ساختمانی و کاهش فرکانس جایگزینی ، اثرات زیست محیطی و هزینه کل چرخه عمر ساختمان کاهش می یابد.

مزایای فوتوینیتورها در زمینه ساختمان:

• ساخت و ساز سریع: در برنامه هایی از قبیل درزگیرهای ساختمان و پوشش های ضد آب ، فوتوینیتورها می توانند به پخت سریع دست یابند و راندمان ساخت و ساز را بهبود بخشند.
• خصوصیات پخت و پز با دمای پایین: برخی از سیستم های فوتوینیتور می توانند در محیط های درجه حرارت پایین درمان شوند و فصل ساخت و ساز و پنجره زمانی را گسترش دهند.
• کنترل دقیق: فن آوری فتوسوری ، کنترل دقیق را امکان پذیر می کند ، به خصوص برای ساخت سازه های ساختمانی پیچیده و قطعات تزئینی مناسب است.

5.2 مقایسه برنامه در زمینه خودرو و حمل و نقل

مزایای تثبیت کننده های نور در زمینه خودرو:

• مقاومت در برابر آب و هوا عالی: در پوشش های ویژه خودرو بهتر عمل می کند و می تواند به طور موثری مانع از پوشش در معرض براق در معرض نور خورشید ، جلوگیری از ترک خوردگی و لکه بینی شود.
• جلوگیری از زردی: اضافه کردن BASF مانع از آمین تثبیت کننده Tinuvin292 می تواند زردی سیستم های اکریلیک را در زیر نور خورشید در فضای باز کاهش دهد.
• حفاظت از مواد: نسبت علاوه بر این HALS در مواد سپر پلی پروپیلن برای وسایل نقلیه انرژی جدید به 0.5 ٪ -0.8 ٪ افزایش یافته است ، 30 ٪ بیشتر از وسایل نقلیه سوخت سنتی. در همین زمان ، استانداردهای سختگیرانه تر VOC در وسایل نقلیه حق بیمه قیمت 15 ٪ -20 ٪ را برای محصولات کم تولید افزایش داده است.

مزایای فوتوینیاتورها در زمینه خودرو:

• تولید کارآمد: پخت اشعه ماوراء بنفش اجازه می دهد بازده بالاتری ، استفاده از دستگاه بالاتر و سرعت تولید سریعتر ، بهبود ظرفیت تولید و کارآیی کلی.
• تمیز کردن و زمان تنظیم: مواد شیمیایی UV فقط در هنگام قرار گرفتن در معرض انرژی UV درمان می شوند و نیاز به تمیز کردن فوری و کاهش زمان کار برای تنظیم را از بین می برند ، که به ویژه برای صنعت چاپ گرافیک و سایر برنامه ها مفید است.
• بهبود کیفیت پوشش: فن آوری فتوسورینگ یک پوشش یکنواخت تر و نازک تر را امکان پذیر می کند و باعث بهبود زیبایی شناسی و مقاومت در برابر خوردگی سطح خودرو می شود.

5.3 مقایسه برنامه در قسمت بسته بندی و چاپ

مزایای تثبیت کننده های نور در قسمت بسته بندی:

• افزایش عمر محصول: در فیلم های بسته بندی مواد غذایی ، تثبیت کننده های نور ضمن اطمینان از ایمنی ، نفوذپذیری فیلم را حفظ می کنند و باعث افزایش جذابیت قفسه می شوند.
• از محتویات محافظت کنید: از نفوذ نور ماوراء بنفش به مواد بسته بندی جلوگیری کنید و از محتویات در برابر فوتو اکسیداسیون محافظت کنید.
• بهبود قدرت مواد: اضافه کردن تثبیت کننده های نور به مواد بسته بندی پلی الیفین می تواند میزان احتباس خصوصیات مکانیکی مواد را بهبود بخشد و در هنگام حمل و نقل و ذخیره آسیب را کاهش دهد.بهبود قدرت مواد: اضافه کردن تثبیت کننده های نور به مواد بسته بندی پلی الیفین می تواند میزان احتباس خصوصیات مکانیکی مواد را بهبود بخشد و در هنگام حمل و نقل و ذخیره آسیب را کاهش دهد.

مزایای فوتوینیتورها در قسمت چاپ:

• پخت سریع: در جوهرهای اشعه ماوراء بنفش ، فوتوینیاتورها می توانند انرژی اشعه ماوراء بنفش را در طی فرآیند پخت جوهر جذب کنند تا رادیکال ها یا کاتیونهای آزاد تشکیل شود ، شروع به پلیمریزاسیون ، اتصال متقابل و پیوند مونومر و الیگومرها کند. در مدت زمان بسیار کوتاهی ، جوهر به یک ساختار شبکه سه بعدی درمان می شود ، و راندمان چاپ را تا حد زیادی بهبود می بخشد.
• چاپ با دقت بالا: مناسب برای فرآیندهای چاپ با دقت بالا مانند فلکسوگرافی و چاپ گرانشی ، اطمینان از وضوح الگوی و اشباع رنگ.
• حفاظت از محیط زیست: جوهرهای اشعه ماوراء بنفش حاوی ترکیبات آلی بی ثبات (VOC) ، برآورده کردن شرایط حفاظت از محیط زیست و کاهش آلودگی هوا نیستند.

5.4 مقایسه کاربرد در زمینه الکترونیک و اپتوالکترونیک

مزایای تثبیت کننده های نور در زمینه الکترونیک:

• محافظت از اجزای الکترونیکی: در سلولهای فتوولتائیک آلی ، از تثبیت کننده های نور به عنوان لایه های محافظ محصور برای گسترش راندمان تولید برق باتری ها در محیط های فضای باز استفاده می شود و به توسعه انرژی سبز کمک می کند.
• حفظ عملکرد نوری: در الیاف نوری ، نمایشگرها و سایر دستگاه ها برای جلوگیری از زرد شدن و پیری مواد و حفظ عملکرد نوری استفاده می شود.
• مقاومت در برابر درجه حرارت بالا: در مواد بسته بندی LED با قدرت بالا ، تثبیت کننده های نور با مقاومت در برابر درجه حرارت بالا باید انتخاب شوند تا از ثبات مواد تحت عملیات طولانی مدت درجه حرارت بالا اطمینان حاصل شود.

مزایای فوتوینیتورها در زمینه OptoElectronics:

• تولید دقیق: در زمینه پردازش میکروالکترونیک ، از فوتوینیتاتورها در فرآیندهای فوتولیتوگرافی برای دستیابی به الگوی با دقت بالا ، برآورده کردن نیازهای کوچک سازی و ادغام زیاد اجزای الکترونیکی استفاده می شود.
• تولید دستگاه نوری: در ساخت پوشش های فیبر نوری ، موجبر نوری و سایر دستگاه های نوری برای اطمینان از خصوصیات نوری و قدرت مکانیکی دستگاه ها استفاده می شود.
• نمونه سازی سریع: در چاپ سه بعدی اجزای الکترونیکی ، فوتوینیاتورها پخت سریع مواد را امکان پذیر می کنند ، به نمونه سازی سریع و تولید سفارشی می رسند.

vi روند توسعه آینده

6.1 روند توسعه تثبیت کننده های نور

بازار تثبیت کننده نور به سمت عملکرد بالاتر ، حفاظت از محیط زیست و تخصص در حال توسعه است:

• جهت کار با کارایی بالا: با توسعه مزارع پیشرفته مانند هوافضا ، ریلی با سرعت بالا و انرژی جدید ، نیازهای بالاتر برای عملکرد تثبیت کننده های نور مطرح می شود. به عنوان مثال ، در وسایل نقلیه انرژی جدید ، نسبت HALS در مواد سپر پلی پروپیلن به 0.5 ٪ -0.8 ٪ افزایش یافته است ، 30 ٪ بیشتر از وسایل نقلیه سوخت سنتی است.
• حفاظت از محیط زیست و ایمنی: با تشدید مقررات حفاظت از محیط زیست ، سرمایه گذاری تحقیق و توسعه در محصولات HALS بدون هالوژن از 15 ٪ در سال 2024 به 32 ٪ در سال 2028 افزایش یافته است.
• تخصص و سفارشی سازی: زمینه های مختلف کاربردی نیازهای متفاوتی برای تثبیت کننده های نور دارند و باعث توسعه محصولات به سمت تخصص و سفارشی سازی می شوند. به عنوان مثال ، در زمینه چمن مصنوعی ، تثبیت کننده های نور باید با توجه به سناریوهای مختلف استفاده و چرخه خدمات بهینه سازی شوند.
• فناوری نانو ترکیب: استفاده از فناوری نانو کامپوزیت ، تثبیت کننده های نور را قادر می سازد تا به طور مساوی در مواد پراکنده شوند و ثبات و کارآیی تثبیت نور را بهبود بخشند. به عنوان مثال ، تثبیت کننده نور آمین در مقیاس نانو در مقیاس نانو پراکندگی و سازگاری بهتری دارد که می تواند محافظت مؤثرتری را فراهم کند.

6.2 روند توسعه فوتوینیاتورها

بازار فوتوینیتور در حال توسعه به سمت راندمان بالا ، حفاظت از محیط زیست و نوآوری است:

• مصرف با راندمان بالا و کم مصرف: با توسعه منابع نور LED ، تقاضا برای فوتوینیاتورها با حساسیت بالا در محدوده نور مرئی در حال افزایش است. به عنوان مثال ، فوتوینیتور دامان دارای حداکثر طول موج جذب تا 380.5 نانومتر و یک باند جذب تا 410 نانومتر است که می تواند توسط نور آبی هیجان زده شود و برای منابع نور خاص LED مناسب است.
• حفاظت از محیط زیست و ایمنی: فوتوینیتیاتورهای سازگار با محیط زیست با سمیت کم ، بو کم و مهاجرت کم. به عنوان مثال ، فوتوینیتیاتورهای مبتنی بر آب و فوتوینیتاتورهای جامد به نقاط مهم تحقیقاتی تبدیل شده اند.
• ادغام چند منظوره: فوتوینیتیاتورهای چند منظوره ایجاد کنید که نه تنها می توانند واکنش های پلیمریزاسیون را آغاز کنند بلکه عملکردهای دیگری مانند ضد باکتریایی و خود درمانی نیز دارند. به عنوان مثال ، برخی از فوتوینیاتورها را می توان با داروهای ضد باکتریایی ترکیب کرد تا مواد ضد باکتریایی را تهیه کند.
• گسترش برنامه ویژه: زمینه های برنامه کاربردی فوتوینیاتورها ، مانند چاپ سه بعدی ، زیست پزشکی و دست