輻射固化

特性

利用高輻射〔電磁波)能量去引發(fā)樹脂中光敏劑、乙烯基成膜物質(zhì)和活性稀釋劑進(jìn)行自由基或陽離子聚合，從而固化成膜的涂料稱為輻射固化涂料系2U世紀(jì)bU年代發(fā)展起末}3'l新型涂料_書要有紫外光固化和電一r束固化涂料兩種類型 2100433B

如前所述，微波輻射可以使用材料溫度升高，因此，直觀來看，微波輻射固化的原理就是利用微波輻射產(chǎn)生熱量，使溫度升高而發(fā)生固化反應(yīng)。這就是所謂的微波“致熱效應(yīng)”。相對于常規(guī)的加熱方式，微波是一種內(nèi)加熱，具有加熱速度快、溫度均勻、無滯后效應(yīng)等特點(diǎn)，因此能加快固化速度。也有觀點(diǎn)認(rèn)為，微波對化學(xué)反應(yīng)作用非常復(fù)雜的，一方面使是反應(yīng)物分子吸收了微波能量，提高了分子運(yùn)動(dòng)速度，致使分子運(yùn)動(dòng)雜亂無章，導(dǎo)致熵的增加；另一方面微波對極性分子的作用，迫使其按照電磁場作用方式運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致了熵的減少。因此，微波對化學(xué)反應(yīng)的作用激烈時(shí)不能僅用微波致熱效應(yīng)來描述的。微波除了具有熱效應(yīng)外，還存在一種不是溫度引起的非熱效應(yīng)。微波作用下的有機(jī)反應(yīng)，改變了反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，減低了反應(yīng)活化能，甚至有學(xué)者認(rèn)為微波非熱效應(yīng)對反應(yīng)的加速作用可能起了決定作用，微波降低了反應(yīng)的活化能。

多數(shù)傳統(tǒng)的熱固化樹脂都可采用微波輻射固化技術(shù)進(jìn)行固化。從微波加熱的原理來看，物質(zhì)吸收微波的能力，主要由其介質(zhì)損耗因數(shù)來決定。介質(zhì)損耗因數(shù)大物質(zhì)對微波吸收能力就強(qiáng)，相反，介質(zhì)損耗因數(shù)小的物質(zhì)吸收微波的能力也弱。因此，微波輻射固化研究主要針對環(huán)氧樹脂、聚氨酯、聚酯等介質(zhì)損耗因數(shù)較大的熱固化樹脂體系。另外，這些體系在熱交聯(lián)過程中沒有揮發(fā)性物質(zhì)存在或產(chǎn)生，保證了微波加工的安全性。微波輻射固化技術(shù)的研究主要關(guān)注微波能否有效提高固化速率，微波固化產(chǎn)物的物理機(jī)制性能及熱性能與傳統(tǒng)固化產(chǎn)物是否相同，微波固化傳統(tǒng)固化是否服從統(tǒng)一反應(yīng)機(jī)理等。

微波固化體系的研究涉及自由基聚合（如丙烯酸樹脂、不飽和聚酯/苯乙烯體系）\內(nèi)酯開環(huán)聚合、環(huán)氧樹酯/胺、環(huán)氧樹脂/酸酐等體系。研究表明，相對于傳統(tǒng)的熱固化來說，很多情況下微波輻射固化可明顯加快固化速度，能改善固化產(chǎn)物的物理性能。例如，以4，4－二氨基－二苯基甲烷（DDM）為交聯(lián)劑，利用微波固化制備聚氨酯/環(huán)氧復(fù)合物，發(fā)現(xiàn)其固化產(chǎn)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)熱固化相同，但固化效率遠(yuǎn)大于熱固化。用微波輻射30分鐘所得的材料的彈性模量為1101MPa，而120度下熱固化6小時(shí)才能達(dá)到相同性能。甲基丙烯酸進(jìn)行微波輻射本體聚合，4～10min即可達(dá)到高于90%轉(zhuǎn)化率，而傳統(tǒng)本體聚合要達(dá)到相同的轉(zhuǎn)化率需3～5小時(shí)。