In dit artikel wordt een grondige vergelijking gemaakt van lichtstabilisatoren en fotoinitiatoren, met de nadruk op hun mechanismen, toepassingsgebieden, materiaalkeuzecriteria, effecten op de procesoptimalisatie,en toekomstige ontwikkelingstrendsDoor hun verschillen en synergieën te analyseren, beoogt het om in verschillende industrieën begeleiding te bieden voor productontwikkeling en materiaalkeuze.
I. Basisbegrippen en mechanismen
1.1 Definitie en indeling van lichtstabilisatoren
Lichtstabilisatoren zijn additieven die de afbraak, vergeling en vermindering van de mechanische eigenschappen van polymeermaterialen onder lichtstraling kunnen remmen of vertragen.Hun kernfunctie is het beschermen van materialen tegen foto-oxidatieve afbraak door ultraviolette energie op te nemen en om te zetten in warmte, of door vrije radicalen te vangen, singletzuurstof te blussen, enz. Volgens hun werkingsmechanismen worden lichtstabilisatoren hoofdzakelijk ingedeeld in de volgende categorieën:
- met een vermogen van niet meer dan 10 kW(zoals benzotriazoolen en benzophenonen): Deze kunnen selectief ultraviolet licht absorberen en omzetten in warmte-energie.
- Hinderbare amine-lichtstabilisatoren (HALS): Deze bieden een efficiënte bescherming door middel van meerdere mechanismen, zoals het vangen van vrije radicalen en het ontbinden van hydroperoxiden.
- Verwijderingsapparaten(zoals nikkelorganische verbindingen): Deze kunnen de energie van moleculen in een opgewonden toestand uitblussen om foto-oxidatiereacties te voorkomen.
- Vrije radicalenverslinders: Deze vangen rechtstreeks de vrije radicalen die tijdens de fotooxidatie worden gegenereerd op om kettingreacties te beëindigen.
1.2 Definitie en indeling van fotoinitiatoren
Fotoinitiatoren zijn verbindingen die na het absorberen van een bepaalde golflengte energie in het ultraviolette gebied (250-420 nm) of het zichtbare lichtgebied (400-800 nm),kan vrije radicalen of cationen genereren om de polymerisatie te startenDeze zijn de belangrijkste componenten in fotoverdraagbare systemen en vormen samenstellingsproducten met reactieve verdunningsmiddelen, oligomeren en additieven.die vervolgens door eindgebruikers worden toegepastVolgens hun initiatiemechanismen zijn fotoinitiatoren hoofdzakelijk onderverdeeld in:
- Foto-initiatoren voor vrije radicalen: Deze kunnen verder worden onderverdeeld in splitsingstype en waterstofabstractie-type, afhankelijk van het mechanisme van het genereren van vrije radicalen.
- Cationische foto-initiatoren: Hieronder vallen diaryliodoniumzouten, triarylsulfoniumzouten, enz., die supersterke protonzuur genereren om de polymerisatie te initiëren.
- Hybride foto-initiatoren: Deze hebben zowel vrije radicalen als cationische initiatiefuncties, met synergetische effecten.
1.3 Vergelijking van de actie-mechanismen
Mechanisme van werking van lichtstabilisatoren:
- Het absorbeert ultraviolette energie en zet deze om in warmte-energie (ultraviolette absorbers).
- Vrije radicalen die worden gegenereerd tijdens de foto-oxidatie (belemmerde amines) vangen.
- Verwijder de energie van moleculen in opgewonden toestand (verwijders).
- Hydroperoxiden ontbinden om kettingreacties te voorkomen.
Mechanisme van werking van fotoinitiatoren:
- Het absorberen van fotonenenergie om van de grondtoestand naar de opgewonden toestand over te gaan.
- De moleculen in de opgewonden toestand ondergaan homolytische splitsing om primaire vrije radicalen te genereren (splitsingstype).
- De moleculen in de opgewonden toestand abstraheren waterstofatomen van waterstofdonoren om actieve vrije radicalen te genereren (waterstofabstractietype).
- De gegenereerde vrije radicalen of cationen initiëren de polymerisatie- en kruisverbindingsreacties van monomeren.
Het meest fundamentele verschil tussen de twee is datlichtstabilisatoren remmen of vertragen fotochemische reacties om materialen tegen fotodegradatie te beschermen,terwijl fotoinitiatoren actief polymerisatie reacties starten na het absorberen van lichtenergie om het materiaal te bevorderen.
II. Belangrijkste toepassingsgebieden in de productontwikkeling
2.1 Belangrijke functies van lichtstabilisatoren in verschillende producten
Lichtstabilisatoren spelen een onvervangbare rol in verschillende producten die langdurig buitengebruik of hoge lichtstabiliteit vereisen:
1. Plasticproducten
- kunstgras met polyolefine: Bij de productie van polyolefin kunstgras hebben de prestatieverschillen van lichtstabilisatoren een directe invloed op de levensduur en de aanpasbaarheid van de producten aan het milieu.Lichtstabilisator 783 presteert uitstekend in scenario's met een servicecyclus van 2-3 jaar, zoals rondgras en landschapsgras met lage eisen;Terwijl lichtstabilisator 944 de belangrijkste keuze is geworden voor scenario's met hoge frequentie, zoals voetbalvelden en hockeyvelden vanwege zijn stabiele weerbestandheid.
- Onderdelen van kunststof voor auto's: De eisen aan weersbestendigheid voor kunststof onderdelen voor auto's nemen voortdurend toe.De nieuwe versie van de "Technische eisen voor weerbestandheid van automobiel-plasticonderdelen" heeft de duur van de kunstmatige versnelde verouderingstest van 1500 uur naar 2000 uur verhoogd, waardoor de toevoegingsgraad van lichtstabilisatoren in PP-materialen rechtstreeks van 1,2% naar 1,8% is gestegen.
- Landbouwfilms: Landbouwfilms zijn een belangrijk toepassingsgebied voor lichtstabilisatoren, met name wanneer in hoge concentraties anorganische bestrijdingsmiddelen zoals zwavel en chloor worden gebruikt.hoogwaardige lichtstabilisatoren zoals Tinuvin® NOR® kunnen landbouwproducten uit kunststof effectief beschermen en hun levensduur verlengen.
2. coatings en inkten veld
- Verpakkingen voor automobielindustrie: BASF lichtstabilisator 292 is een vloeibare gehinderde amine lichtstabilisator voor coatings.en stralingsgeharde coatingsHet kan de levensduur van coatings effectief verbeteren en scheuren en verlies van glans voorkomen.
- Architectonische coatings: gebruikt voor architectonische coatings (zoals daken), architectonische kleefstoffen en afdichtingsmiddelen om bescherming op lange termijn te bieden.
- Houtcoatings: voorkomen dat hout door licht geel wordt en verlengen de esthetische levensduur van meubels en vloeren.
3Speciale materialen
- Biologische fotovoltaïsche cellen: Als inkapselingsbeschermingslagen vergroten ze de energieopwekkingsefficiëntie van batterijen in buitenomgevingen en dragen ze bij tot de ontwikkeling van groene energie.
- Verpakkingsfolie voor levensmiddelen: Ze zorgen voor veiligheid, behouden de doorlaatbaarheid van de film en vergroten de aantrekkelijkheid op de plank.
- Medische hulpmiddelen: Gebruikt in medische producten zoals medische polyurethaankatheters, moeten ze de ISO 10993 biocompatibiliteitstest doorstaan.
2.2 Belangrijke rollen van fotoinitiatoren in verschillende producten
Foto-initiatoren zijn de kerncomponenten van foto-hardingsystemen en spelen een sleutelrol in producten die een snelle harding en een hoogprecisievorming vereisen:
1. UV-hardend materiaal veld
- UV-coatings: IRGACURE 2959 is een zeer efficiënte niet-vergeelende ultraviolette fotoinitiator,speciaal geschikt voor op water gebaseerde UV-systemen op basis van acrylharsen en onverzadigde polyester en velden die een lage geur vereisen.
- UV-inkt: Photoinitiator-184 (Irgacure-184) kan ultraviolette stralingsenergie absorberen tijdens het inkhardingsproces om vrije radicalen of cationen te vormen, waardoor polymerisatie, kruisverbinding,en transplanteringsreacties van monomeren en oligomerenIn een zeer korte tijd wordt de inkt gehard in een driedimensionale netwerkstructuur.
- UV-lijmen: Fotoinitiatoren zijn een belangrijk onderdeel van de lijmstoffen voor de fotovuurzetting en spelen een beslissende rol bij de snelheid van de verharding.fotoinitiatoren absorberen de energie van licht, wordt gesplitst in twee actieve vrije radicalen en begint de ketenpolymerisatie van lichtgevoelige harsen en reactieve verdunningsmiddelen, waardoor de lijm kruisverbinding en verharding krijgt.
2Elektronische en micro-elektronica
- PCB-circuitboards: Fotoinitiatoren spelen een sleutelrol bij de vervaardiging van PCB-circuitboards en worden gebruikt in fotoresisten en soldeermaskens.
- Micro-elektronicaverwerking: Op het gebied van micro-elektronica worden fotoinitiatoren gebruikt bij fotolithografieprocessen om een zeer nauwkeurige patroonvorming te bereiken.
- Optische glasvezelcommunicatie: wordt gebruikt bij de vervaardiging van glasvezelcoatings en opto-elektronica.
3. additieve vervaardiging en speciale toepassingen
- 3D-printen: Fotoinitiatoren zijn een belangrijk onderdeel van fotovurgharsen, die van invloed zijn op de polymerisatiegraad, prestaties en uiterlijk van 3D-producten.fotoinitiatoren met een goede biocompatibiliteit, geen cytotoxiciteit en een goede wateroplosbaarheid zijn vereist.
- Biomedische toepassingen: Studies hebben aangetoond dat carboxyl-, hydroxyl- en ethyleenglycolfunctionalizeerde aryldiaziridines kunnen worden gebruikt als biocompatibele fotoinitiatorvervangers,die radicale polymerisatie veroorzaakt bij zowel ultraviolette (365 nm) als zichtbare lichtgolflengten (405 nm).
- LED- en zichtbaarlichthardingstechnologieën: Geavanceerde fotoinitiatorformulieren ondersteunen de overgang naar LED- en zichtbare lichthardingstechnologieën, waardoor de productie wordt afgestemd op milieudoelstellingen en tegelijkertijd de productkwaliteit wordt gehandhaafd of verbeterd.
2.3 Samenwerkende toepassingsgevallen van beide in productontwikkeling
Bij de ontwikkeling van bepaalde specifieke producten moeten lichtstabilisatoren en fotoinitiatoren synergetisch worden gebruikt om de beste resultaten te bereiken:
- Hoogwaardige UV-lijmen: De antioxidant UV-lijm ontwikkeld door Dongguan Boxiang Electronic Materials Co., Ltd.verbetert de weerbestandheid van de UV-lijm door de invoering van UV-absorbers en belemmerde amine-lichtstabilisatorenTegelijkertijd blokkeert het synergetische effect van primaire en secundaire antioxidanten effectief het oxidatiepad.aanzienlijk verbeteren van de anti-aging prestaties van de UV-lijm in milieus met hoge ultraviolette straling en hoge oxidatie.
- UV-hars met een lage brekingsindex, lichtbestendig: bij de bereiding van met siliconen gemodificeerde UV-hars met een lage brekingsindex voor optische vezels,het is noodzakelijk rekening te houden met zowel de efficiëntie van de fotoinitiator bij het initiëren van de polymerisatie-reactie als de weerbestandheid van het product op lange termijn die wordt geleverd door de lichtstabilisator..
- Zilverpasta met een snelhardend geleidingsvermogen: De door Zhejiang MoKe ontwikkelde LTCC-snel-ultraviolet-hardend geleidende zilveren pasta maakt gebruik van een specifieke verhouding van prepolymer, weekmaker, zilverpoeder, glaspoeder en fotoinitiator,die binnen 5 seconden snel kan worden genezenTegelijkertijd moet rekening worden gehouden met de langetermijnstabiliteit van het door de lichtstabilisator geboden product.
III. Belangrijkste overwegingen bij de materiaalkeuze
3.1 Basis voor de keuze van lichtstabilisatoren
De keuze van de juiste lichtstabilisator vereist een uitgebreide beschouwing van verschillende factoren, zoals de materiaalkenmerken, de toepassingsomgeving en de prestatievereisten:
1Materiaaltype en structuur
- Type polymeer: Verschillende polymeren hebben verschillende gevoeligheden voor fotodegradatie en er moeten lichtstabilisatoren worden geselecteerd die overeenkomen.de HALS-additieverhouding in polypropyleen (PP) -materialen is gewoonlijk 00,5-0,8%, 30% hoger dan bij traditionele brandstofvoertuigen.
- Moleculaire structuur: De moleculaire structuur van het materiaal bepaalt de gevoeligheid voor foto-oxidatie.of die gevoelig zijn voor het genereren van vrije radicalen vereisen een sterkere bescherming tegen lichtstabilisatie.
- Verwerkingsvoorwaarden: De temperatuur, de tijd en andere omstandigheden van de verwerking van het materiaal zullen van invloed zijn op de keuze van lichtstabilisatoren.lichtstabilisator 622 is bestand tegen verwerking bij hoge temperaturen en kan zich aanpassen aan processen bij hoge temperaturen, zoals spuitgieten en extruderen.
2Toepassingsomgevingsfactoren
- Klimaatcondities: De ultraviolette intensiteit, temperatuur, vochtigheid en andere factoren variëren aanzienlijk in verschillende klimaatregio's.licht stabilisator 2022 is de voorkeur keuze geworden voor de zee locaties en andere omgevingen vanwege zijn water extractie gewichtsverlies koers van slechts 00,4% (gekookt in water bij 95°C gedurende 100 uur).
- Chemische blootstelling: De chemische stoffen waarmee het materiaal in contact kan komen, zullen van invloed zijn op de keuze van lichtstabilisatoren.zoals rond zwembaden en chemische industriële parken, wordt de zuurbestandheid van lichtstabilisator 119 een belangrijk voordeel.
- Levensduur: De verwachte levensduur van het product is een belangrijke overweging bij de keuze van lichtstabilisatoren.Lichtstabilisator 783 presteert uitstekend in scenario's met een servicecyclus van 2-3 jaar, terwijl lichtstabilisator 944 geschikt is voor professionele sportlocaties die een langere levensduur vereisen.
3. Prestatievereisten en bijzondere behoeften
- Optische prestaties: Voor producten die een hoge transparantie en glans vereisen, zoals optische films en transparante coatings, moeten lichtstabilisatoren worden gekozen die de optische prestaties van het materiaal niet beïnvloeden.Bijvoorbeeld:, lichtstabilisator JINJUN564 kan efficiënte bescherming bereiken met slechts een zeer lage toevoegingshoeveelheid (0,1% -2,0%) vanwege de hoge molar extinctiecoëfficiënt.Het kan nog steeds een efficiënte bescherming bieden in ultradunne filmlagen onder 1 micron, waardoor de transparantie en glans van de coating worden verzekerd.
- Mechanische prestaties: De retentie van mechanische eigenschappen zoals treksterkte en verlenging bij breuk van het materiaal is een belangrijke indicator voor de beoordeling van de effectiviteit van lichtstabilisatoren.Uit proeven is gebleken dat de mechanische eigenschappen van filamenten van kunstgras die met lichtstabilisator 944 zijn toegevoegd, na 3000 uur veroudering nog steeds meer dan 70% behouden..
- Omgevingsbescherming en veiligheidsvoorschriften: Door de strengere regelgeving inzake milieubescherming is de O & O-investering in halogeenvrije HALS-producten toegenomen van 15% in 2024 tot 32% in 2028.Toonaangevende ondernemingen zoals BASF en Beijing TianGang hebben volledig afgesloten productielijnen gebouwd met nul oplosmiddelemissies.
3.2 Basis voor de selectie van fotoinitiatoren
De keuze van de juiste fotoinitiator vereist ook rekening te houden met meerdere factoren om ervoor te zorgen dat deze overeenkomt met het formuleringssysteem en de toepassingsvereisten:
1. Kenmerken van het fotovurgingssysteem
- Type prepolymer: Verschillende prepolymeren reageren verschillend op fotoinitiatoren Het belangrijkste principe is om een fotoinitiator met een passende activiteit te selecteren, afhankelijk van het type prepolymer en monomeer.
- Systeemkleur: Voor gekleurde systemen moeten fotoinitiatoren met een hoge initiatieactiviteit in dat kleurensysteem worden geselecteerd. 819, 907 en 369 als initiatoren hebben kortere verhardingstijden, wat aangeeft dat deze initiatoren een relatief hoge initiatieactiviteit hebben in gekleurde systemen.
- Verhardingsmethode: Selecteer de juiste fotoinitiator volgens de verhardingsmethode. Bijvoorbeeld kunnen hybride radicale-cationische fotoinitiatoren zowel radicale als cationische polymerisatie ondergaan.De Commissie is van mening dat de Commissie de nodige maatregelen moet nemen om de problemen op te lossen., met synergetische effecten.
2. Lichtbronkenmerken en hardingsomstandigheden
- golflengte van de lichtbron: Het absorptiespectrum van de fotoinitiator moet overeenkomen met het emissie spectrum van de stralingsbron en een relatief hoge molarextinctiecoëfficiënt hebben.de LAP-fotoinitiator heeft een maximale absorptiegolflengte tot 380.5 nm en een absorptieband tot 410 nm, die kan worden opgewonden door blauw licht en geschikt is voor specifieke LED-lichtbronnen.
- Lichtintensiteit en bestralingstijd: verschillende fotoinitiatoren hebben verschillende gevoeligheden voor lichtintensiteit en bestralingstijd.de intensiteit die nodig is voor UV-fotocuring is het laagstDe concentratie wordt echter verder verhoogd dan dit punt, waardoor de hardingsnelheid daadwerkelijk wordt verlaagd.
- Verhardingsomgeving: Factoren zoals het zuurstofgehalte en de temperatuur in de koelingsomgeving zullen van invloed zijn op de effectiviteit van de fotoinitiator.sterke hechting, en wordt niet geremd door zuurstof tijdens het verhardingsproces, waardoor het geschikt is voor fotoverharding in een aërobe omgeving.
3. Toepassingsprestatievereisten
- HersensnelheidDe door het Zhejiang MoKe ontwikkelde LTCC-snel-ultraviolet-hardende geleidende zilverpasta kan binnen 5 seconden worden gehard,met een vermogen van meer dan 10 W,.
- Hoogte van de bewerkingVoor dikke filmsystemen moet rekening worden gehouden met de hardingsdiepte van de fotoinitiator.88 ± 0.94 mm), terwijl hydrogelen die door IRGACURE 2959 zijn geïnitieerd (1,62±0,49 mm) een slechte penetratiediepte vertonen.
- Eindprestatie: De foto-initiator en de fotolyseproducten moeten niet-toxisch, geurloos, stabiel, gemakkelijk te bewaren zijn en geen negatieve invloed hebben op de prestaties van het eindproduct.
3.3 Vergelijking van de belangrijkste parameters bij materiaalkeuze
Selectiefactor |
Lichtstabilisator |
Foto-initiator |
Kernfunctie |
Voorkomen van fotodegradatie van materiaal en verlengen van de levensduur |
Initieer een polymerisatie-reactie om een snelle harding te bereiken |
Mechanisme van actie |
Het absorbeert ultraviolet licht, vangt vrije radicalen op, onderdrukt opgewonden toestanden. |
Het absorbeert lichtenergie om actieve soorten te genereren en polymerisatie te initiëren. |
Hoofdsoorten |
Ultraviolette absorbers, belemmerde amines, blusmiddelen, enz. |
Radicaal type, kationtype, hybride type |
Materiële verenigbaarheid |
Gelijkstelling met het type polymeer, moleculaire structuur, verwerkingsomstandigheden |
Matching met het type prepolymer, systeemkleur, verhardingsmethode |
Aanpassingsvermogen aan het milieu |
Neem rekening met de weersomstandigheden, blootstelling aan chemische stoffen, levensduur |
Overweeg de golflengte van de lichtbron, de lichtintensiteit, de verhardingsomgeving |
Prestatie-indicatoren |
Optische prestaties, behoud van mechanische eigenschappen, weerstand |
Hersensnelheid, verdieping, eindproductprestaties |
Bijzondere vereisten |
Milieubescherming, veiligheid, lage volatiliteit |
Toxiciteit, geur, opslagstabiliteit |
IV. Invloed en controle in procesoptimalisatie
4.1 Invloed van lichtstabilisatoren op productieprocessen en efficiëntie
De keuze en het gebruik van lichtstabilisatoren hebben meerdere gevolgen voor de productieprocessen en de efficiëntie:
1. Invloed van verwerkingstemperatuur en stabiliteit
- Verplichtingen inzake thermische stabiliteit: Lichtstabilisatoren moeten een zekere mate van thermische stabiliteit hebben en bij bewerkingstemperaturen niet ontbinden om de stabiliteit tijdens de materiaalverwerking te waarborgen.lichtstabilisator 622 is bestand tegen verwerking bij hoge temperaturen en kan zich aanpassen aan processen bij hoge temperaturen, zoals spuitgieten en extruderen.
- Invloed op het verwerkingsvenster: Verschillende lichtstabilisatoren hebben verschillende ontbindingstemperaturen en thermische stabiliteit, die van invloed zijn op het verwerkingsvenster van materialen.sommige lichtstabilisatoren kunnen bij hoge temperaturen ontbinden tot gassen, wat leidt tot bubbels of oppervlaktefouten in het product.
- Verlengde verwerkingstijd: In sommige gevallen, met name bij gebruik van samengestelde lichtstabilisatorenhet kan nodig zijn de verwerkingstijd naar behoren te verlengen om ervoor te zorgen dat de lichtstabilisator volledig verspreid en gelijkmatig in het materiaal verdeeld is.
2. toevoegingsmethode en dispersiecontrole
- Tijdstip van toevoeging: Het tijdstip van toevoeging van lichtstabilisatoren heeft een belangrijke invloed op de dispersiesnelheid en de werkzaamheid ervan in het materiaal.lichtstabilisatoren moeten worden toegevoegd in de eerste fase van het smelten van het materiaal om een gelijkmatige verspreiding in het materiaal te garanderen.
- DispersietechnologieVoor de verbetering van het dispersieseffect van lichtstabilisatoren kunnen soms speciale dispersietechnologieën of -apparatuur nodig zijn.met behulp van een hogesnelheidsmixer of een tweeschroef-extruder kan de dispersie-eenvormigheid van lichtstabilisatoren worden verbeterd.
- Voorbereiding van masterbatch: Het toevoegen van lichtstabilisatoren in de vorm van masterbatches kan de meetnauwkeurigheid en de verspreidingseffecten verbeteren,met name geschikt voor gevallen waarin een nauwkeurige controle van het toevoegingsbedrag vereist is.
3. Optimalisatie van synergetische effecten van compounding
- MeercomponentenverbindingIn de industrie: the effective prevention and retardation of photoaging are often achieved by compounding two or more light stabilizers with different mechanisms of action to absorb ultraviolet light in different wavelength bands, waardoor uitstekende effecten kunnen worden bereikt die door een enkele lichtstabilisator niet kunnen worden bereikt.
- Synergetisch mechanisme: Uvinul 4050 kan bijvoorbeeld alleen of in combinatie met HALS, een lichtstabilisator met een hoog moleculair gewicht, worden gebruikt om synergetische effecten te bereiken.Het heeft goede synergetische effecten met benzoaten ultraviolette absorbers en gehinderde fenol-antioxidanten, waardoor de weerbestandheid en kleurvastheid van PP en HDPE kunnen worden verbeterd.
- Optimalisatie van de toevoegingsverhouding: Bij het samenstellen van verschillende lichtstabilisatoren is het noodzakelijk om de verhouding van elk onderdeel te optimaliseren om het beste effect te bereiken.de aanbevolen toevoegingshoeveelheid van BASF lichtstabilisator 292 is 0.5-2% en kan worden gebruikt in combinatie met 1-3% van ultraviolette absorbers zoals Tinuvin 1130 en Tinuvin 384-2.
4.2 Invloed van fotoinitiatoren op productieprocessen en efficiëntie
De kenmerken en het gebruik van fotoinitiatoren hebben een doorslaggevende invloed op het fotocuringproces en de productie-efficiëntie:
1Selectie van de lichtbron en energiebeheersing
- Matching van lichtbron: verschillende fotoinitiatoren moeten overeenkomen met overeenkomstige lichtbronnen.terwijl het ruthenum/natriumpersulfaat systeem betere effecten heeft in het bereik van zichtbaar licht van 400-500 nm.
- Optimalisatie van de energiedichtheid: De inrichtingsdoeltreffendheid van fotoinitiatoren hangt nauw samen met de energiedichtheid van de lichtbron.Onderzoeken hebben aangetoond dat verschillende fotoinitiatoren verschillende eisen hebben aan de energiedichtheid, die moeten worden geoptimaliseerd op basis van specifieke omstandigheden.
- Voordelen van LED-lichtbronnen: Geavanceerde fotoinitiatorformulieren ondersteunen de overgang naar LED- en zichtbare lichthardingstechnologieën, waardoor de productie wordt afgestemd op milieudoelstellingen en tegelijkertijd de productkwaliteit wordt gehandhaafd of verbeterd.
2Concentratiecontrole en curing-efficiëntie
- Bepaling van de optimale concentratie: De concentratie van de fotoinitiator heeft een aanzienlijke invloed op de hardingssnelheid.de intensiteit die nodig is voor UV-fotocuring is het laagstDe concentratie wordt echter verder vergroot dan dit punt, waardoor de snelheid van de haring vermindert.
- Invloed van de concentratie op de hardingsdiepte: De concentratie van de fotoinitiator heeft niet alleen invloed op de hardingssnelheid, maar ook op de hardingsdiepte.de omrekeningssnelheid en de mechanische eigenschappen (zoals elastische modulus en hardheid) toenemen, terwijl de hardingsdiepte afneemt.
- Invloed van de materiaaldikte: Voor materialen van verschillende diktes moeten de concentratie van de fotoinitiator en de hardingsomstandigheden worden aangepast.IRGACURE 819 is een zeer efficiënte ultraviolette fotoinitiator voor algemene doeleinden, met name geschikt voor het harden van dikke filmsystemen, en met name geschikt voor witte systemen en glasvezelversterkte materialen.
3Milieufactoren en procescontrole
- Zuurstofremmende werking: Tijdens het fotocuringproces van vrije radicalen is zuurstof een van de belangrijkste remmende factoren.en wordt niet gehinderd door zuurstof tijdens het proces van verhardingDe reactie is niet gemakkelijk te beëindigen en heeft een sterk "post-curing"-vermogen, waardoor het geschikt is voor de fotocuring van dikke films.
- Temperatuur-effectDe omgevingstemperatuur heeft invloed op de activiteit en de hardingsnelheid van de fotoinitiator.maar een te hoge temperatuur kan tot materiaalvervorming of afname van de prestaties leiden.
- Vochtigheidscontrole: Bij sommige fotoinitiatoren kan de luchtvochtigheid van de omgeving van invloed zijn op het verhardingseffect.en de vochtigheid van de procesomgeving moet strikt worden gecontroleerd.
4.3 Synergetische effecten van beide in procesoptimalisatie
In sommige processen moeten lichtstabilisatoren en fotoinitiatoren synergetisch worden gebruikt.
- Synergetische effecten in UV-geharde coatings: In UV-geharde coatings zijn fotoinitiatoren verantwoordelijk voor het initiëren van de polymerisatie-reactie,terwijl lichtstabilisatoren verantwoordelijk zijn voor de bescherming van de coating tegen foto-oxidatieve afbraak tijdens het gebruikHet toevoegen van het BASF gehinderde amine lichtstabilisator TINUVIN292 aan automobielcoatings kan bijvoorbeeld de geelheid van acrylsystemen onder zonlicht buiten verder verminderen.
- Synergetische toevoegingsreeks: In systemen waarbij zowel lichtstabilisatoren als fotoinitiatoren worden gebruikt, kan de toevoegingsreeks van invloed zijn op het eindeffect.en dan moeten fotoinitiatoren worden toegevoegd.
- Interactiecontrole: Sommige lichtstabilisatoren kunnen met fotoinitiatoren samenwerken, waardoor het verhardingseffect wordt aangetast.die zorgvuldig moet worden geëvalueerd.
V. Functionele verschillen en vergelijking van voordelen in toepassingsscenario's
5.1 Toepassingsvergelijking op het gebied van bouw- en bouwmaterialen
Voordelen van lichtstabilisatoren in de bouw:
- Verleng de levensduur van bouwmaterialen: bij architecturale coatings kunnen lichtstabilisatoren effectief voorkomen dat de coating onder blootstelling aan zonlicht glans behoudt,vermijden van scheuren en vlekken, scheuren en oppervlaktepeeling voorkomen, waardoor de levensduur van de coating aanzienlijk wordt verlengd.
- Verbeteren van de duurzaamheid: wordt gebruikt voor architecturale coatings (zoals daken), architecturale kleefstoffen en afdichtingsmiddelen om bescherming op lange termijn te bieden.
- Milieubescherming en energiebesparing: door de levensduur van bouwmaterialen te verlengen en de frequentie van vervanging te verminderen,de milieueffecten en kosten van de gehele levenscyclus van het gebouw worden verminderd.
Voordelen van fotoinitiatieven in de bouw:
- In toepassingen zoals gebouwdichtingsmiddelen en waterdichte coatings kunnen fotoinitiatoren een snelle harding bereiken en de bouwefficiëntie verbeteren.
- Eigenschappen van laagtemperatuurverharding: sommige fotoinitiatorsystemen kunnen in lage temperatuuromgevingen verhard worden, waardoor het bouwseizoen en het tijdvenster worden verlengd.
- Precieze besturing: door middel van de technologie van de fotokuring wordt een nauwkeurige besturing mogelijk gemaakt, met name voor de vervaardiging van complexe bouwconstructies en decoratieve onderdelen.
5.2 Toepassingsvergelijking op het gebied van de automobielindustrie en het vervoer
Voordelen van lichtstabilisatoren in de automobielindustrie:
- Uitstekende weerbestandheid: het werkt beter in speciale automobielcoatings en kan effectief voorkomen dat de coating onder blootstelling aan zonlicht glans behoudt, waardoor barsten en vlekken worden voorkomen.
- Vermijd geel worden: het toevoegen van BASF gehinderd amine lichtstabilisator TINUVIN292 kan de geel worden van acrylsystemen onder zonlicht buiten verder verminderen.
- Materialenbescherming: De toevoegingsgraad van HALS in polypropyleenbumpermaterialen voor nieuwe energievoertuigen is gestegen tot 0,5-0,8%, 30% hoger dan bij traditionele brandstofvoertuigen.de strengere VOC-normen in voertuigen hebben geleid tot een prijspremie van 15% tot 20% voor producten met een lage geur.
Voordelen van fotoinitiatoren in de automobielindustrie:
- Efficiënte productie: UV-harding zorgt voor hogere opbrengsten, een hoger gebruik van de machine en snellere productiesnelheden, waardoor de algehele productiecapaciteit en efficiëntie worden verbeterd.
- Verminder de reinigings- en installatietijd: UV-chemische stoffen genezen alleen wanneer ze worden blootgesteld aan UV-energie, waardoor de noodzaak van onmiddellijke reiniging wordt weggenomen en de arbeidstijd voor installatie wordt verkort.die bijzonder gunstig is voor de grafische kunstdrukindustrie en andere toepassingen.
- Verbetering van de coatingkwaliteit: door de technologie van de fotogravureering wordt een uniformere en dunnere coating mogelijk gemaakt, waardoor de esthetiek en corrosiebestendigheid van het automobieloppervlak worden verbeterd.
5.3 Toepassingsvergelijking op het gebied van verpakking en drukwerk
Voordelen van lichtstabilisatoren op verpakkingsgebied:
- Verleng de houdbaarheid van het product: in voedselverpakkingsfilms behouden lichtstabilisatoren de doorlaatbaarheid van de film terwijl ze de veiligheid waarborgen en de houdbaarheid verbeteren.
- Bescherm de inhoud: voorkom dat ultraviolet licht het verpakkingsmateriaal binnendringt en bescherm de inhoud tegen foto-oxidatie.
- Verbeter de sterkte van het materiaal:Het toevoegen van lichtstabilisatoren aan polyolefinverpakkingsmaterialen kan de retentiegraad van de mechanische eigenschappen van het materiaal verbeteren en schade tijdens transport en opslag verminderen.
Voordelen van fotoinitiatoren in de drukindustrie:
- Snelle verharding: In UV-inkt kunnen foto-initiatoren tijdens het inktverhardingsproces de energie van ultraviolette straling absorberen om vrije radicalen of cationen te vormen, waardoor polymerisatie, kruisverbinding,en transplanteringsreacties van monomeren en oligomerenIn een zeer korte tijd wordt de inkt in een driedimensionale netwerstructuur verwerkt, waardoor de drukprestatie sterk verbetert.
- Hoogpressiedruk: geschikt voor hoogpressiedrukprocessen zoals flexografie en gravure printing, waardoor de patroonhelderheid en kleurverzadiging worden gewaarborgd.
- Milieubescherming: UV-inkt bevat geen vluchtige organische verbindingen (VOC's), voldoet aan de eisen inzake milieubescherming en vermindert de luchtvervuiling.
5.4 Toepassingsvergelijking op het gebied van elektronica en opto-elektronica
Voordelen van lichtstabilisatoren op het gebied van elektronica:
- Bescherm elektronische componenten: in organische fotovoltaïsche cellen,lichtstabilisatoren worden gebruikt als inkapselingsbeschermingslagen om de energieopwekkingsefficiëntie van batterijen in buitenomgevingen te vergroten, die bijdragen tot de ontwikkeling van groene energie.
- Behoud optische prestaties: wordt gebruikt in optische vezels, displays en andere apparaten om vergeling en veroudering van materialen te voorkomen en optische prestaties te behouden.
- Hoogtemperatuurbestendigheid: in hoogvermogen LED-verpakkingsmaterialenlichtstabilisatoren die bestand zijn tegen hoge temperaturen moeten worden geselecteerd om de stabiliteit van het materiaal onder lange termijn hoge temperatuur te waarborgen.
Voordelen van fotoinitiatoren op het gebied van opto-elektronica:
- Precision manufacturing: op het gebied van micro-elektronische verwerking worden foto-initiators gebruikt in fotolithografieprocessen om een zeer nauwkeurige patroonvorming te bereiken,voldoen aan de vereisten van miniaturisatie en hoge integratie van elektronische componenten.
- Vervaardiging van optische apparaten: gebruikt bij de vervaardiging van optische glasvezelcoatings, optische golfleidingen,met een vermogen van meer dan 10 W,.
- Rapid prototyping: Bij 3D-printen van elektronische componenten maken fotoinitiators een snelle verharding van materialen mogelijk, waardoor snel prototyping en maatwerk wordt bereikt.
VI. Toekomstige ontwikkelingstrends
6.1 Ontwikkelingstendensen van lichtstabilisatoren
De markt voor lichtstabilisatoren ontwikkelt zich in de richting van hogere prestaties, milieubescherming en specialisatie:
- High-performance richting: Met de ontwikkeling van hightech-gebieden zoals de lucht- en ruimtevaart, de hogesnelheidstreinen en de nieuwe energie worden hogere eisen gesteld aan de prestaties van lichtstabilisatoren.in nieuwe energievoertuigenIn het Verenigd Koninkrijk is de toevoegingsratio van HALS in polypropyleenbumpermaterialen gestegen tot 0,5%0,8%, 30% hoger dan bij traditionele brandstofvoertuigen.
- Bescherming en veiligheid van het milieu: Door de strengere regelgeving inzake milieubescherming is de O & O-investering in halogeenvrije HALS-producten toegenomen van 15% in 2024 tot 32% in 2028.Toonaangevende ondernemingen zoals BASF en Beijing TianGang hebben volledig afgesloten productielijnen gebouwd met nul oplosmiddelemissies.
- Specialisatie en aanpassing: Verschillende toepassingsgebieden hebben verschillende eisen aan lichtstabilisatoren, waardoor de ontwikkeling van producten naar specialisatie en maatwerk wordt bevorderd.op het gebied van kunstgras, moeten lichtstabilisatoren speciaal worden geoptimaliseerd volgens verschillende gebruiksscenario's en servicecycli.
- Nanocompositieve technologie: De toepassing van nanocomposite technologie maakt het mogelijk lichtstabilisatoren gelijkmatiger in het materiaal te verspreiden, waardoor de stabiliteit en efficiëntie van lichtstabilisatie worden verbeterd.de nano-schaal gehinderde amine lichtstabilisator heeft een betere dispersie en compatibiliteit, die een effectievere bescherming kan bieden.
6.2 Ontwikkelingsontwikkelingen van fotoinitiatiefnemers
De markt voor foto-initiatoren ontwikkelt zich in de richting van hoge efficiëntie, milieubescherming en innovatie:
- Hoge efficiëntie en laag energieverbruik: Met de ontwikkeling van LED-lichtbronnen neemt de vraag naar fotoinitiatoren met een hoge gevoeligheid in het zichtbare lichtbereik toe.de LAP-fotoinitiator heeft een maximale absorptiegolflengte tot 380.5 nm en een absorptieband tot 410 nm, die kan worden opgewonden door blauw licht en geschikt is voor specifieke LED-lichtbronnen.
- Bescherming en veiligheid van het milieu: Ontwikkelen van milieuvriendelijke fotoinitiatoren met een lage toxiciteit, lage geur en lage migratie.
- Multifunctionele integratie: Ontwikkeling van multifunctionele fotoinitiatoren die niet alleen polymerisatie reacties kunnen initiëren, maar ook andere functies hebben, zoals antibacteriële en zelfherstellende functies.sommige fotoinitiatoren kunnen worden gecombineerd met antibacteriële middelen om antibacteriële fotocuringmaterialen te bereiden.
- Uitbreiding van de speciale toepassing: Uitbreiding van de toepassingsgebieden van fotoinitiatoren, zoals 3D-printen, biomedische en opto-elektronische apparaten.fotoinitiatoren een belangrijke rol spelen in de polymerisatie snelheid, prestaties en uiterlijk van 3D-producten.
6.3 Ontwikkelingstrends van de samenwerking tussen de twee
In de toekomst zullen lichtstabilisatoren en fotoinitiatoren meer samenwerkende ontwikkelingstrends vertonen:
- Geïntegreerd productontwerp: Ontwerp van geïntegreerde producten die de functies van lichtstabilisatoren en fotoinitiatoren combineren om het productieproces te vereenvoudigen en de productprestaties te verbeteren.in sommige UV-geharde coatings, een additief dat lichtstabilisator- en fotoinitiatorfuncties combineert, kan worden gebruikt om zowel snelle harding als langdurige weerbestandheid te bereiken.
- Optimalisatie van synergetische effecten: Verder onderzoek naar het synergetische mechanisme tussen lichtstabilisatoren en fotoinitiatoren om hun combinatie en verhouding te optimaliseren om betere resultaten te bereiken.in hoogwaardige UV-lijmen, door de invoering van UV-absorbers en belemmerde amine-lichtstabilisatoren wordt de weerbestandheid van de UV-lijm verbeterd,terwijl het synergetische effect van primaire en secundaire antioxidanten het oxidatiepad effectief blokkeert.
- Nieuwe materialenontwikkeling: Met de ontwikkeling van nieuwe materialen zoals nanomaterialen en biomaterialen, moeten overeenkomstige lichtstabilisatoren en fotoinitiatoren worden ontwikkeld om aan de speciale eisen van nieuwe materialen te voldoen.Bijvoorbeeld:, op het gebied van biomedische materialen, biocompatibele lichtstabilisatoren en fotoinitiatoren ontwikkelen om aan de eisen van medische hulpmiddelen en weefseltechniek te voldoen.
- Intelligente toepassing: combineren van lichtstabilisatoren en fotoinitiatoren met intelligente technologieën zoals sensoren en responsive materialen om intelligente toepassingen te realiseren.een zelfherstellend materiaal ontwikkelen dat automatisch schade kan herstellen onder lichtbestraling, die een breed toepassingsperspectief heeft in de lucht- en ruimtevaart, de automobielindustrie en andere gebieden.
VII. Conclusie
Lichtstabilisatoren en fotoinitiatoren zijn twee belangrijke soorten additieven op het gebied van polymeermaterialen, elk met unieke functies en toepassingsscenario's.Lichtstabilisatoren spelen een belangrijke rol bij het beschermen van materialen tegen foto-oxidatieve afbraak en het verlengen van de levensduurIn de productontwikkeling en de materiaalkeuze zijn de fotoinitiatoren essentieel voor het bereiken van een snelle harding en een hoge precisie van de vorm van materialen.het is noodzakelijk passende lichtstabilisatoren en foto-initiatoren te selecteren op basis van specifieke toepassingsvereisten en omgevingsomstandigheden, en optimaliseren van hun combinatie en procesparameters om de beste prestaties en kosteneffectiviteit te bereiken.
Met de voortdurende ontwikkeling van wetenschap en technologie en de toenemende vraag naar materiaalprestaties zullen lichtstabilisatoren en fotoinitiatoren zich blijven ontwikkelen naar hogere prestaties,Het is de bedoeling van de Commissie om de economische en sociale samenhang te versterken.De samenwerking tussen de verschillende bedrijven en de samenwerking tussen de verschillende bedrijven zal ook leiden tot meer innovatie-mogelijkheden en ruimte voor ontwikkeling voor verschillende industrieën..
Voor specifieke productkeuze en toepassing raadpleegt u professioneel technisch personeel.