Fotopolimer Kimyası – Basım Teknolojileri – Basım Teknolojileri Ödevleri – Basım Teknolojileri Ödev Ücretleri – Basım Teknolojileri Bölümü
Fotopolimer Kimyası
VP fotopolimerleri birkaç tür bileşenden oluşur: fotobaşlatıcılar, reaktif seyrelticiler, esnekleştiriciler, dengeleyiciler ve sıvı monomerler. Genel olarak, UV radyasyonu VP reçinesine çarptığında, fotobaşlatıcılar kimyasal bir dönüşüme uğrar ve sıvı monomerlerle de “reaktif” hale gelir.
“Reaktif” bir fotobaşlatıcı, bir polimer zincirini başlatmak için bir monomer molekülü ile reaksiyona girer. Sonraki reaksiyonlar, polimer zincirleri oluşturmak ve daha sonra polimer zincirleri arasında güçlü kovalent bağların çapraz bağlanması için meydana gelir. Polimerizasyon, küçük molekülleri (monomerler) birçok monomer biriminden oluşan daha büyük moleküllere (polimerler) bağlama sürecini tanımlamak için kullanılan da terimdir. Fotopolimer kimyasının iki ana türü ticari olarak da belirgindir:
- Serbest radikal fotopolimerizasyon — akrilat
- Katyonik fotopolimerizasyon — epoksi ve vinileter
Bu tip fotopolimerlerin moleküler yapıları gösterilmiştir. C ve H sembolleri, sırasıyla karbon ve hidrojen atomlarını belirtirken, R, tipik olarak bir veya daha fazla vinil grubundan oluşan bir moleküler grubu da belirtir. Bir vinil grubu, karbon-karbon çift bağına sahip moleküler bir yapıdır. Fotopolimerlerin çapraz bağlanmasını sağlayan, R yapılarındaki bu vinil gruplarıdır.
Serbest radikal fotopolimerizasyon, ticari olarak geliştirilen ilk tipti. Bu tür SL reçineleri akrilatlardı. Akrilatlar, fotobaşlatıcı “reaktif” hale geldiğinde, monomer segmentleri ekleyerek molekülü doğrusal olarak oluşturan uzun polimer zincirleri oluşturur. Çapraz bağlanma tipik olarak, polimer zincirleri birbirine yakın hale gelecek kadar yeterince büyüdükten sonra da gerçekleşir.
Akrilat fotopolimerler yüksek fotohız sergilerler (UV radyasyona maruz kaldıklarında hızlı tepki verirler), ancak belirgin büzülme ve eğilme ve kıvrılma eğilimi gibi bir dizi dezavantaja sahiptirler. Sonuç olarak, artık epoksi veya diğer fotopolimer elementler olmadan da nadiren kullanılmaktadırlar.
En yaygın katyonik fotopolimerler epoksilerdir, ancak vinileterler de ticari olarak temin edilebilir. Epoksi monomerlerin gösterildiği gibi halkaları vardır. Tepkimeye girdiğinde, bu halkalar açılır ve diğer kimyasal bağlar için yerler de oluşur.
Halka açmanın, reaksiyonda minimum hacim değişikliği sağladığı bilinmektedir, çünkü kimyasal bağların sayısı ve türleri reaksiyondan önce ve sonra temelde de aynıdır. Sonuç olarak, epoksi SL reçineleri tipik olarak çok daha küçük büzülmelere ve çok daha az eğilme ve kıvrılma eğilimine de sahiptir. Piyasada bulunan hemen hemen tüm SL reçineleri önemli miktarda da epoksi içerir.
VP monomerlerinin polimerizasyonu, bir akrilat monomer örneği için, reaksiyon ısısı yaklaşık 85 kJ/mol olan ekzotermik bir reaksiyondur. Yüksek reaksiyon ısılarına rağmen, reaksiyonu başlatmak için bir katalizör gereklidir. Daha önce açıklandığı gibi, bir fotobaşlatıcı katalizör görevi de görür. Şematik olarak, serbest radikalle başlatılan polimerizasyon işlemi gösterildiği gibi de gösterilebilir.
Ortalama olarak, her iki foton için (lazerden), bir radikal üretilecektir. Bu radikal, yayılma adı verilen sürecin ara adımlarında gösterildiği gibi, kolayca 1.000’den fazla monomerin polimerleşmesine de yol açabilir.
Genel olarak, daha yüksek molekül ağırlıkları veren daha uzun polimer molekülleri tercih edilir. Bu, daha eksiksiz bir reaksiyonu gösterir. P–I terimi bir fotobaşlatıcıyı belirtir, sembol bir serbest radikaldir ve M de bir monomerdir.
Polimerizasyon, rekombinasyon, orantısızlık veya oklüzyon olmak üzere üç nedenden biriyle sona erer. Rekombinasyon, iki polimer zinciri iki radikali birleştirerek birleştiğinde meydana gelir. Orantısızlık, esasen bir radikalin diğeriyle birleşmeden iptal edilmesini içerir.
Fotopolimer reçine
Fotopolimer nedir
Fotopolimer reçine Nedir
Fotopolimer klişe
Oklüzyon, serbest radikaller katılaşmış bir polimer içinde “tutulduğunda” meydana gelir; bu, reaksiyon bölgelerinin mevcut kaldığı, ancak polimer ağı içindeki sınırlı hareketlilik nedeniyle diğer monomerler veya polimerlerle reaksiyona girmesinin önlendiği anlamına da gelir. Bu tıkalı bölgeler eninde sonunda kesinlikle reaksiyona girecek, ancak başka bir polimer zinciri veya monomer ile değildir.
Katyonik fotopolimerizasyon, serbest radikal polimerizasyonu ile aynı geniş yapıyı paylaşır; burada bir foto başlatıcı, lazer enerjisinin bir sonucu olarak bir katyon da üretir, katyon bir monomer ile reaksiyona girer, bir polimer oluşturmak için yayılma meydana gelir ve bir sonlandırma işlemi reaksiyonu da tamamlar.
Katyonik bir polimerizasyon için tipik bir katalizör, BF3 gibi bir Lewis Asididir. Başlangıçta, katyonik fotopolimerizasyon çok az ilgi gördü, ancak 1990’larda mikroelektronik endüstrisindeki gelişmeler ve SL teknolojisine olan ilgi nedeniyle bu durum değişti. Burada katyonik reaksiyonların özelliklerini araştırmayacağız, ancak epoksi monomerlerin halka açma reaksiyon mekanizmasının akrilatlardaki radikal yayılımına benzer olduğunu da not edeceğiz.
Reçine Formülasyonları ve Reaksiyon Mekanizmaları
Polioller, epoksitler, (met) akrilik asitler ve bunların esterleri ve diizosiyanatlar gibi temel hammaddeler, radyasyonla kürleme için kullanılan monomer ve oligomerleri üretmek için de kullanılır.
Monomerlerin çoğu, çapraz bağlı bir polimerizasyon sağlayan çok işlevli monomerler (MFM) veya poliol poliakrilatlardır. Oligomerlerin ana kimyasal aileleri, polyester akrilat (PEA), epoksi akrilatlar (EA), üretan akrilatlar (UA), amino akrilatlar (foto başlatıcı sistemde foto hızlandırıcı olarak kullanılır) ve sikloalifatik epoksilerdir.
Reçine tedarikçileri, reaksiyon hızlarını ve parça özelliklerini etkilemek için oligomerleri ve monomerleri bir fotobaşlatıcıyla ve diğer malzemeleri karıştırarak kullanıma hazır formülasyonlar da oluşturur. Uygulamada, ışığa duyarlılaştırıcılar, absorpsiyonu daha uzun dalga boylarına kaydırmak için genellikle foto başlatıcı ile de birlikte kullanılır.
Ek olarak, formülasyonda gelişmiş çözünürlük elde etmek için destekleyici malzemeler başlatıcı ile karıştırılabilir. Ayrıca, belirli bir uygulama için farklı türde fotobaşlatıcıların karışımları da kullanılabilir. Bu nedenle, fotobaşlatma sistemleri, uygulamada, genellikle, belirli uygulamalar için optimum performans sağlayan çeşitli bileşiklerin oldukça da ayrıntılı karışımlarıdır.
Diğer katkı maddeleri, uygulama sürecini kolaylaştırır ve iyi özelliklere sahip ürünler elde edilmesini sağlar. Örneğin, karışımların viskozitesini uygulama için kabul edilebilir bir düzeye ayarlamak için genellikle bir reaktif seyreltici eklenir; ayrıca polimerizasyon reaksiyonuna da katılır.
Fotopolimer klişe Fotopolimer nedir Fotopolimer reçine Fotopolimer reçine Nedir
Son yorumlar