Затвердіння покриттів під дією ультрафіолетового опромінення. Сутність процесу

Размещено на http://www.allbest.ru/

Київське вище професійне училище деревообробки

Семінар

на тему: «Затвердіння покриттів під дією ультрафіолетового опромінення. Сутність процесу»

Виконав:

учень групи ТМ,

Мурашко Єгор

Викладач:

Поліщук І.К.

Київ 2015

Затвердіння полімерних покриттів під дією УФ-випромінювання

Полімери і смоли широко використовуються як компоненти поверхневих покриттів. Якщо терміну «переробка» надати більш загальний сенс, включивши в це поняття і отримання матеріалу у формі, готової для застосування, то сюди ж можна віднести і питання переробки різних смол і полімерів для використання їх як поверхневих по-тий. Нанесення покриттів, виготовлених з цих речовин, є, звичайно, особливим питанням. Здатність до плівко утворення - формуванню твердого покриття - одна з основних вимог.

Під плівко утворення розуміють процес переходу матеріалу з рідкого стану в твердий на поверхні субстрату з утворенням плівки.

Плівко утворення, при якому відсутні хімічні перетворення (Плівка формується лише за рахунок фізичних процесів), зумовлює отримання оборотних (термопластичних і розчинних) покриттів. Залежно від хімічної природи плівко утворюваної речовини (Плівко утворювачів), його розчинності і термо пластичності покриття виходять з розчинів, розплавів, водних та органічних дисперсій і аеро- дисперсій. Плівко утворення, здійснюване в результаті хімічних перетворень, передбачає проведення хімічних реакцій з мономерами або олігомерами в тонкому шарі на поверхні субстрату, в результаті яких утворюються лінійні, розгалужені або просторово зшиті полімеризації. Освіта полімерів може відбуватися в результаті реакцій полімеризації, поліконденсації, полі приєднання, соле утворення або протікання декількох реакцій одночасно. Тривалість формування покриттів у всіх випадках визначаються- ється швидкістю протікання хімічних реакцій, а їх властивості - ступенем завершеності процесу. УФ-випромінювання використовують головним чином при отриманні покриттів з матеріалів, здатних загартувати за рахунок реакції полімеризації. Принцип затвердіння заснований на здатності УФ-променів ініціювати реакцію полімеризації олігомерних матеріалів певної хімічної структури. Енергія УФ-випромінювання досить висока - 3,1-12,4 еВ, що в 2-4 рази вище енергії променів видимого світла. Енергія подвійного зв'язку -С = С- складає 6,3 еВ, що дозволяє проводити затвердіння покриттів з задовільною швидкістю при нормальній температурі. Відповідно до стандарту DIN 5031, УФ-область спектра розділяється на наступні ділянки:

- Найкоротший хвильове УФ-С випромінювання (л = 100-280 нм) має найбільш високою енергією і абсорбується, як правило, у верхніх шарах покриття. Воно використовується для полімеризації друкованих фарб і лаків до повного затвердіння;

-УФ-В (л = 280-315 нм) ініціює реакції полімеризації і забезпечує краще затвердіння завдяки більшій довжині хвилі;

- УФ-А (л = 315-380 нм) застосовують для затвердіння в дуже товстому шарі;

- УФ-V (л = 380-450 нм) застосовують для затвердіння пігментованих складів.

Процес полімеризації можна розділити на стадії ініціювання, розвитку і завершення. На стадії ініціювання в результаті хімічного розпаду фото ініціатора під дією УФ-випромінювання утворюються реакційоздатні частки (вільні радикали). Зокрема, розпад бензоїна і його похідних призводить до утворення вільних радикалів, реагуючих з подвійними -С = С- зв'язками. З екологічної точки зору, важливою перевагою УФ-затвердіння є те, що в цьому випадку використовуються тільки реакційо здатні 100% -ві речовини, тому не виникають проблеми, пов'язані з регенерацією розчинника. Споживана енергія невелика. Затвердіння проходить при кімнатній температурі, тому можна затверджуючий ЛФМ на підкладках, чутливих до високих температур. Але найбільш важливим перевагою цього методу є економічний чинник. Затвердіння відбувається з високою швидкістю, управління установками щодо просте, для виконання робіт потрібні мінімальні робочі площі і мінімум людських ресурсів (рис. 1-2). Безперечною перевагою є висока якість кінцевих продуктів.

Застосування методу УФ-затвердіння в технології лакофарбових матеріалів

Аналіз ситуації на світовому ринку вказує на зростання виробництва і споживання реакційно затверджуваних лакофарбових матеріалів (ЛФМ), явне скорочення попиту на органи розбавленої системи, головною причиною якого є посилення екологічних законодавств у більшості розвинених країн, що регламентують вміст летких органічних з- єднань та інших токсичних компонентів у рецептурах ЛФМ різного призначення. У Росії контроль за забрудненням навколишнього середовища здійснюється на основі загальнодержавних норм граничного вмісту шкідливих речовин у повітрі, стічних водах і т.п. Захист природних водойм від забруднення стічними водами лакофарбових виробництв набула особливого значення. Рішення проблеми охорони довкілля (повітряного і водного басейнів) від забруднення передбачає такі заходи:

- Скорочення кількості утворюються стічних вод за рахунок раціонального використання води в технологічних процесах виробництва ЛФМ;

- Збільшення випуску екологічно чистих ЛФМ;

- Заміна ЛФМ антикорозійного призначення, що містять розчинники і наносяться методами занурення, безповітряного і пнемо розпилення , струменевого облива, на нові екологічно чисті ЛФМ;

- Розробка і впровадження в промисловість методів очищення виробничих стоків, заснованих на процесах фільтрації, сорбції електрокоагуляції, мембранних методах розділення сумішей, термообробці, на реакціях електрохімічного, хімічного і біохімічного окислення;

- Створення апаратурно-технологічних схем з максимальною механічних процесів очищення виробничих викидів з знищенням твердих, рідких і газоподібних відходів лакофарбової промисловості.

Зменшення викидів шкідливих речовин в атмосферу при виготовленні і застосуванні ЛФМ можна досягти двома шляхами, один з яких пропонує використання нових інженерно-технологічних рішень (оптимізація процесу забарвлення, автоматизація обладнання, модернізація систем рециркуляції та очищення відходів), а другий - впровадження нових типів ЛФМ і сучасних технологій їх виробництва. ЛФМ УФ-затвердіння не містять розчинників (вміст нелетких речовин 100%), причому їх рецептури можуть бути засновані на різних плівко утвореннях: поліефіри, епоксіакрілати, уретанакрілати та ін. ЛФМ УФ-затвердіння володіють наступними перевагами перед іншими типами матеріалів:

- Швидка швидкість (0,01-0,5 с) затвердіння і формування плівки з максимальними захисними і декоративними властивостями;

- Установки УФ-затвердіння більш компактні в порівнянні з обладнанням для термічного затвердіння.

До інших переваг цих матеріалів слід віднести відсутність виділення розчинників при затверджуванні і можливість використання термо чутливих підкладок (пластмаси, деревина). ЛФМ цього типу тверднуть за рахунок радикальної полімеризації мономерів і олігомерів, що ініціюється радикалами, що утворюються при взаємодії УФ-випромінювання на фото ініціатори. Спосіб затвердіння ЛФМ УФ-випромінюванням отримав промислове розвинення в кінці 1960-х рр. і в даний час вважається одним з найбільш перспективних. Однак загартувати під дією УФ-випромінювання здатне лише обмежене число ЛФМ.

полімер ультрафіолетовий затвердіння

Список використаних джерел

1. О. Е. Бабкін Полімерне покриття УФ-затвердіння

Размещено на Allbest.ru