1.Oligomery o podwójnym działaniu
Jeżeli oligomer zawiera dwa różne typy aktywnych grup funkcyjnych utwardzających, na przykład grupę akrylową, która może ulegać utwardzaniu rodnikowemu, i inną grupę, która może ulegać utwardzaniu kationowemu, utwardzaniu wilgocią, utwardzaniu hydroksylowemu lub utwardzaniu termicznemu, wówczas nazywa się go oligomerem o podwójnym utwardzaniu.
Wykorzystując żywicę epoksydową bisfenolu A i kwas akrylowy w reakcji estryfikacji z otwarciem pierścienia [stosunek molowy grupy epoksydowej do grupy karboksylowej = (1,5 ~ 2,0) : 1], wytwarza się żywicę epoksydowo-akrylową zawierającą grupy epoksydowe. Grupy akrylowe mogą ulegać polimeryzacji rodnikowej, natomiast grupy epoksydowe fotopolimeryzacji kationowej lub utwardzaniu termicznemu. Wyniki badań wskazują na interakcję wewnątrzcząsteczkową między tymi dwiema aktywnymi grupami funkcyjnymi, która może skutecznie promować postęp fotopolimeryzacji rodnikowej i kationowej, znacząco zwiększając szybkość reakcji i końcową konwersję, jednocześnie znacznie zmniejszając inhibicję tlenową. Utwardzona powłoka utworzona przez oligomery o podwójnym utwardzaniu wykazuje lepsze właściwości mechaniczne.
W wyniku reakcji diizocyjanianu heksametylenu z N,N-bis(3-aminopropylotrietoksysilanem), a następnie z akrylanem hydroksyetylu, można otrzymać akrylan poliuretanowy typu siloksanowego, który charakteryzuje się zarówno fotoutwardzaniem rodnikowym, jak i utwardzaniem wilgocią. Może być on stosowany w fotoutwardzalnych powłokach konformalnych.
Synteza żywic epoksydowo-akrylowych fenolowych zawierających grupy epoksydowe prowadzi do uzyskania materiałów o podwójnej funkcji utwardzania rodnikowego i termicznego, które można stosować w fotoutwardzalnych powłokach lutowniczych.
2.Samoinicjujące się oligomery
Istnieją dwa rodzaje oligomerów z funkcjami samoinicjującymi:
- Sam oligomer ma właściwości fotoinicjujące, dlatego do formulacji nie trzeba dodawać prawie żadnego fotoinicjatora.
- Grupa fotoinicjacyjna zostaje włączona do oligomeru, zmieniając go w fotoinicjator makrocząsteczkowy, który w formulacji działa zarówno jako oligomer, jak i fotoinicjator.
Pierwszym rodzajem samoinicjującego się oligomeru jest nowy produkt opracowany przez amerykańską firmę Ashland. Powstaje on w wyniku reakcji addycji Michaela pomiędzy wielofunkcyjnymi estrami akrylanowymi a β-ketoestrami (takimi jak acetooctan etylu, acetooctan allilu i metakrylan 2-acetoacetoksyetylu). Aktywny atom węgla metylenowego w β-ketoestrze tworzy nowe wiązanie kowalencyjne z końcowym atomem węgla podwójnego wiązania węgiel-węgiel akrylanu. Grupa karbonylowa w β-ketoestrze jest połączona z całkowicie podstawionym atomem węgla. Wiązanie to jest niestabilne w świetle ultrafioletowym. Po absorpcji promieniowania UV łatwo ulega rozpadowi, generując wolny rodnik acetylowy i kolejny wolny rodnik makrocząsteczkowy, zapewniając w ten sposób zdolność do samoinicjowania reakcji.
Dlatego w powłokach UV, tuszach i klejach z samoinicjowanymi oligomerami, potrzeba niewiele lub wcale dodatkowego fotoinicjatora. Pozwala to uniknąć problemów takich jak nieprzyjemny zapach, żółknięcie, trudności w mieszaniu, wytrącanie, migracja i wysokie koszty związane z dodawaniem tradycyjnych fotoinicjatorów.
Samoinicjujące się oligomery można również przygotować poprzez reakcje pomiędzy różnymi estrami akrylowymi i różnymi donorami Michaela, tworząc serię produktów.
Rodzaje akrylanów obejmują: akrylan, akrylan epoksydowy, akrylan poliuretanowy, akrylan poliestrowy, akrylan silikonowy, akrylan melaminy, perfluoroakrylan, fumaran i maleinian. Do donorów Michaela należą: β-ketoestry, β-diketony, β-ketoamidy, β-ketoanilidy i inne. Grupa R' w donorze Michaela może być grupą funkcyjną lub grupą o podwójnym działaniu.
Drugi typ samoinicjujących się oligomerów przygotowuje się najczęściej poprzez reakcję fotoinicjatorów zawierających grupy hydroksylowe (takich jak benzoina, 1173, 184, 2959) z oligomerami zawierającymi grupy izocyjanianowe, w wyniku czego fotoinicjator zostaje zaszczepiony na oligomerze, tworząc makrocząsteczkowy fotoinicjator z wbudowaną grupą inicjującą.
Zalety szczepionych oligomerów fotoinicjatorów:
- Szybkość utwardzania światłem jest zbliżona do szybkości konwencjonalnych oligomerów połączonych z fotoinicjatorami małocząsteczkowymi.
- Dobra kompatybilność z systemem.
- Znacznie zmniejsza zdolność migracyjną fotoinicjatora.
- Zmniejsza powstawanie szkodliwych produktów fotorozpadu z fotoinicjatora (np. benzaldehydu).
- Fotoinicjator jest nietoksyczny i nieszkodliwy, dzięki czemu nadaje się do stosowania w powłokach i tuszach stosowanych w opakowaniach żywności.
Dane pokazują, że produkty reakcji szczepienia fotoinicjatorów znacznie zmniejszają migrację i zdolność do wypłukiwania fragmentów inicjatorów, a ilość benzaldehydu generowanego w utwardzonej warstwie jest również znacząco zmniejszona. Zatem szczepienie fotoinicjatorów na oligomerach zasadniczo tworzy klasę fotoinicjatorów makrocząsteczkowych, które są nietoksyczne i nieszkodliwe. Mogą być one stosowane w powłokach i tuszach do opakowań żywności i produktów farmaceutycznych. W 2006 roku Amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków (FDA) ogłosiła, że powłoki i tusze UV wytwarzane z wykorzystaniem fotoinicjatorów makrocząsteczkowych mogą być stosowane w druku opakowań żywności i produktów farmaceutycznych, całkowicie zmieniając dotychczasową praktykę, w której nie można było stosować tuszy i powłok UV do opakowań żywności i produktów farmaceutycznych, a także otwierając nowe pole zastosowań dla tuszy i powłok UV.
3.Oligomery o niskiej lepkości
Pod koniec XX wieku pojawiła się nowa technologia druku fotoutwardzalnego – druk atramentowy UV. Druk atramentowy to bezkontaktowa metoda druku, która nie wymaga płyt drukarskich. Tworzy obrazy poprzez nanoszenie kropel atramentu na podłoże. Dzięki komputerowej edycji grafiki i tekstu oraz precyzyjnemu sterowaniu głowicą drukującą, proces ten jest w pełni cyfrowy. Obecnie jest to jedna z najszybciej rozwijających się metod cyfrowego obrazowania, oferująca zalety druku na żądanie, dużą prędkość, wysoką jakość i żywe kolory.
Głównym materiałem eksploatacyjnym do druku atramentowego UV jest tusz UV, który musi charakteryzować się niską lepkością, dużą szybkością utwardzania, dobrą stabilnością pigmentu i brakiem sedymentacji.
Czas publikacji: 13 kwietnia 2026 r.
