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流變儀| 涂料和膠粘劑的紫外固化研究

流變儀| 涂料和膠粘劑的紫外固化研究
安東帕  2020-03-04  |  閱讀:1433

Adhesive


與傳統(tǒng)的材料相比,,在紫外線照射下固化的涂料和膠粘劑擁有很多的優(yōu)點(diǎn),。它們的溶劑含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的產(chǎn)品,甚至為零,。固化時(shí)間快,,經(jīng)常在一秒以內(nèi),由此大大提高了中間處理的速度,。此外,,由于固化過(guò)程不需要外部熱源,這樣大大降低熱應(yīng)力對(duì)基材的影響,。

固化材料的力學(xué)性能影響因數(shù)

反應(yīng)單體的數(shù)量

反應(yīng)單體的種類(lèi)

紫外光的強(qiáng)度 

波長(zhǎng)                           


照射時(shí)間    


安東帕的MCR系列流變儀能夠提供精確和可靠的測(cè)量,,甚至可以測(cè)量最快的紫外固化反應(yīng)。MCR流變儀配置帕爾貼溫控和玻璃底板組合,,同時(shí)結(jié)合帕爾貼溫控上罩,,這樣可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的溫度控制,并隔絕外界條件對(duì)樣品溫度的影響,。

為了實(shí)現(xiàn)流變數(shù)據(jù)與紫外照射時(shí)間的精確匹配,,紫外光源是直接由流變儀軟件控制,能夠根據(jù)反應(yīng)組分的特性定制多元化的照射方案(持續(xù)照射,,重復(fù)照射以及初始照射),。

1

流變儀和紫外光源        

測(cè)試采用安東帕的MCR流變儀,配置帕爾帖控溫系統(tǒng)和可更換的玻璃底板,,讓樣品從底部接受紫外照射,。同時(shí),為了實(shí)現(xiàn)樣品精確的溫度控制以及紫外線防護(hù),,我們使用了主動(dòng)式的帕爾貼控溫上罩,。

測(cè)試時(shí)的紫外光強(qiáng)度可以通過(guò)調(diào)節(jié)光圈值來(lái)實(shí)現(xiàn),,100%光圈值代表紫外強(qiáng)度12W/cm2,1%光圈值代表紫外強(qiáng)度0.12W/cm2,。紫外波長(zhǎng)譜(如下圖)的改變可以通過(guò)不同的濾光器來(lái)實(shí)現(xiàn),。

圖. 1 紫外光源波長(zhǎng)譜圖

2

測(cè)試參數(shù)           

經(jīng)過(guò)對(duì)所有固化過(guò)程的研究,恒定頻率,,恒定應(yīng)變的振蕩測(cè)試最能反映紫外固化的過(guò)程,。我們可以通過(guò)控制測(cè)量過(guò)程法向力值保持為0N(±滯后值)來(lái)補(bǔ)償樣品可能發(fā)生的收縮或者膨脹。

需要設(shè)置至少兩個(gè)測(cè)量段,,第一個(gè)測(cè)量段,,不帶紫外照射下測(cè)試10~30秒,獲取樣品固化前的測(cè)量數(shù)據(jù),第二個(gè)測(cè)量段,,除了流變測(cè)量參數(shù)外,,還包含紫外光源信號(hào)設(shè)定。.

3

結(jié)論            

圖2是紫外固化膠在紫外線強(qiáng)度從1%增加到50%復(fù)合模量|G*|的變化曲線,。虛線表示紫外照射開(kāi)始,;前30秒的測(cè)量作為參考。三個(gè)試驗(yàn)均顯示紫外照射下復(fù)合模量出現(xiàn)快速增加,,區(qū)別在于不同的紫外強(qiáng)度:紫外強(qiáng)度越高,,固化反應(yīng)越快,復(fù)合模量越早達(dá)到終值,,甚至可以觀察到對(duì)固化后材料硬度的細(xì)微影響,。

圖. 2 紫外強(qiáng)度對(duì)紫外固化膠的影響

圖3是三種不同的紫外固化涂料在兩個(gè)不同的紫外強(qiáng)度(空心點(diǎn)對(duì)應(yīng)強(qiáng)度1%,實(shí)心點(diǎn)對(duì)應(yīng)強(qiáng)度10%)下的測(cè)試曲線,。流變儀軟件自動(dòng)算出凝膠點(diǎn)(見(jiàn)下表),。

圖. 3 兩種紫外固化涂料在不同紫外強(qiáng)度下的固化曲線

涂料包含了不同份數(shù)的反應(yīng)引發(fā)劑,紫外照射持續(xù)10s就可以觸發(fā)反應(yīng),。這次關(guān)掉照射,,還可以繼續(xù)固化。紫外照射的強(qiáng)度從1%增加到10%,,固化反應(yīng)時(shí)間大概縮短至原來(lái)的1/5,。從圖上看,涂料1和2的曲線非常相似,,就連固化后的特性也很接近,。

通過(guò)MCR流變儀結(jié)合帕爾貼控溫玻璃單元和紫外光源研究各種照射(如,動(dòng)態(tài)力學(xué)熱圖像分析)對(duì)材料的影響是可行的,。

安東帕中國(guó)總部

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