
18.03.2025 by Aileen Sammler
Ултравиолетово втвърдяване на полимери: Прозрения чрез термичен анализ и реология с помощта на NETZSCH Instruments
Ролята на ултравиолетовото втвърдяване при полимерите: Защо то прави революция в индустрията
Ролята на ултравиолетовото втвърдяване при полимерите: Познания чрез термичен анализ и реология с помощта на NETZSCH Instruments
Ултравиолетовото (UV) втвърдяване трансформира обработката на материали в множество индустрии, предлагайки бърза, енергийно ефективна и безразтворителна полимеризация. От високоефективните покрития в автомобилния сектор, трайните медицински лепила и биосъвместимите стоматологични материали до високопрецизните смоли за 3D принтиране, UV-твърдите материали разширяват границите на иновациите. За разлика от конвенционалното термично втвърдяване, което изисква продължително нагряване, UV втвърдяването дава възможност за незабавно втвърдяване, което значително повишава скоростта на производство и намалява консумацията на енергия.
Основна промяна в индустрията е преминаването от традиционните живачни лампи към LED-UV системи за втвърдяване. LED-UV светлината предлага по-дълъг живот, по-ниска консумация на енергия и по-прецизен контрол на дължината на вълната, което води до подобряване на ефективността на втвърдяване и до по-устойчиви производствени процеси. Тази промяна обаче изисква корекции във формулите на материалите, които могат да бъдат оптимизирани чрез прецизен термичен и реологичен анализ.
Оптимизирането на формулите на полимери, устойчиви на UV лъчи, обаче изисква задълбочено разбиране на тяхното термично поведение, кинетиката на втвърдяване и реологичните свойства. Усъвършенстваните методи за термичен и реологичен анализ на NETZSCH осигуряват критичен поглед върху тези процеси, като гарантират надеждността и ефективността на UV-трайните материали в реални приложения.



Разбиране на UV-втвърдяването при полимерите
Ултравиолетовите полимери разчитат на фотоинициатори, които, изложени на ултравиолетова светлина, генерират реактивни видове, които предизвикват полимеризация. Това води до образуването на силно омрежени структури с превъзходна механична и химическа устойчивост. Основните предимства на UV втвърдяването включват:
- Незабавно втвърдяване: Намалява времето за обработка от часове на секунди
- По-ниско потребление на енергия: Елиминира нуждата от високотемпературни пещи
- Щадящи околната среда: Формулите без разтворители намаляват емисиите на ЛОС
- Прецизен контрол: Локализираното втвърдяване позволява адитивно производство с висока резолюция
За да се адаптират формулите, устойчиви на UV лъчи, за оптимална работа, е важно да се характеризира тяхното поведение при втвърдяване, еволюцията на вискозитета и механичните свойства след втвърдяване , като се използват модерни аналитични техники.
Техники за термичен анализ чрез NETZSCH за UV-втвърдяване
1. Диференциална сканираща калориметрия (DSC)
- Приложение: Измерва топлинния поток, свързан с реакциите на втвърдяване и фазовите преходи.
- Значение за UV втвърдяването: Фото-DSC дава възможност за наблюдение в реално време на UV-индуцираната полимеризация, като помага да се определи кинетиката на реакцията и общата енталпия на втвърдяване.
- NETZSCH Инструмент:DSC 300 Caliris®
- Прочетете следния пример за приложение: Термично и реологично характеризиране на втвърдяването на гел за нокти - NETZSCH Analyzing & Testing
- Гледайте също нашия кратък уебинар:Епизод 22: Изследване на UV втвърдяването с помощта на DSC
2. Динамичен механичен анализ (DMA)
- Приложение: Оценява механичните свойства на материалите, когато те са подложени на напрежение и деформация.
- Значение за UV втвърдяването: Наблюдава вискоеластичните промени по време и след излагане на UV лъчи, като оценява плътността на омрежване и развитието на механичната якост.
- NETZSCH Инструмент:DMA 303 Eplexor®
- Прочетете също следния пример за приложение: Кинетичен анализ на модула на съхранение за прогнозиране на термичното следвтвърдяване на UV-твърдена смолна система - NETZSCH Analyzing & Testing
3. Диелектричен анализ (DEA)
- Приложение: Проследяване на промените в диелектричните свойства, което дава представа за динамиката на полимеризацията.
- Значение за UV втвърдяването: DEA дава възможност за анализ на втвърдяването в реално време на място, като определя степента на омрежване и хода на реакцията.
- NETZSCH Инструмент:DEA 288 Ionic
- Гледайте нашия кратък уебинар, за да научите повече: Епизод 23: Изследване на UV втвърдяването с помощта на DEA
4. Моделиране на кинетиката с NETZSCH Kinetics Neo
NETZSCHKinetics Neo е решение на Advanced Software, което позволява прецизно моделиране и симулация на кинетиката на втвърдяване на полимери, устойчиви на ултравиолетовите лъчи, което позволява на производителите да прогнозират поведението на реакцията, да оптимизират параметрите на формулата и да подобрят ефективността на процеса.
- Приложение: Предвижда кинетиката на втвърдяване и механизмите на реакциите въз основа на експериментални данни.
- Значение за UV втвърдяването: Позволява прецизно моделиране на UV-индуцираната полимеризация, което дава възможност за оптимизиране на параметрите на рецептурата и процеса.
- NETZSCH Софтуер:Kinetics Neo
- За да научите повече, моля, прочетете следната статия в блога: Фокус върху усъвършенстваното кинетично моделиране на фотоиндуцирано втвърдяване с интензитет на UV светлината - NETZSCH Analyzing & Testing
Изтеглете безплатната си пробна версия тук: Запитване за демо версия на кинетичния формуляр - NETZSCH Kinetics Neo
5. Реологичен анализ на полимери, устойчиви на UV лъчи
Ротационна реометрия
- Приложение: Измерва вискозитета и вискоеластичното поведение при срязване.
- Значение за UV втвърдяването: Помага за оптимизиране на свойствата на потока на UV смолите преди втвърдяване и проследява промените във вискозитета и модула по време на фотополимеризацията.
- NETZSCH Инструмент:Реометър Kinexus Prime (с аксесоар за UV втвърдяване)
- Моля, прочетете и следния казус за UV втвърдяването на смоли и лепила за 3D печат: DeterminingCure Profile and Post-Cure Shrinkage of Photo-Polymers Using UV Accessory on a Rotational Rheometer - NETZSCH Analyzing & Testing
Заключение
Възможността за точно характеризиране на материалите, устойчиви на ултравиолетовите лъчи, е от решаващо значение за напредъка на приложенията в адитивното производство, електрониката, медицинските изделия и високопроизводителните покрития. NETZSCH's най-съвременните уреди, включително DSC 300 Caliris®, DMA 303 Eplexor®, DEA 288 Ionic, и серията реометри Kinexus Prime, предлагат несравним поглед върху кинетиката на втвърдяване, механичните свойства и реологичното поведение на UV-чувствителните полимери. Като използват тези аналитични инструменти, производителите могат да подобрят характеристиките на материалите, да намалят дефектите и да оптимизират производствените процеси.
За повече информация и проучвания на приложенията, посетете нашия уебсайт или се свържете с нас директно по всяко време.

Гледайте също нашата поредица от интервюта за уебинари за митовете за 3D принтирането
