陽離子UV樹脂到底是個(gè)什么東西？
與丙烯酸類UV樹脂相比，陽離子UV樹脂的單體選擇有些限制。大多數(shù)陽離子UV樹脂配方是脂環(huán)族環(huán)氧基，因?yàn)榕c線性脂族（盡管植物油基環(huán)氧衍生物變得流行）或芳族環(huán)氧分子相比，這些分子上的環(huán)氧基團(tuán)往往是最具反應(yīng)性的。電子工業(yè)的一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)是脂環(huán)族環(huán)氧樹脂的優(yōu)異電絕緣性能，使其成為glop top和密封劑應(yīng)用的有力候選者。形成許多UV陽離子樹脂基礎(chǔ)的兩個(gè)脂環(huán)族分子如下圖1所示。
圖1：兩種常用的用于UV陽離子樹脂的脂環(huán)族環(huán)氧樹脂的分子結(jié)構(gòu)。
以ECC為例，將ECC分子連接在一起的聚合過程產(chǎn)生了一個(gè)緊密的極性基團(tuán)網(wǎng)絡(luò)，因此產(chǎn)生極脆的聚合物產(chǎn)物。這個(gè)脆弱的網(wǎng)絡(luò)如下圖2所示[1]。
圖2：光致酸催化ECC的均聚合
為了對(duì)抗這種脆性，許多UV陽離子樹脂將使用多元醇作為反應(yīng)性稀釋劑和性能改性劑。多元醇充當(dāng)單體材料，與環(huán)氧網(wǎng)絡(luò)反應(yīng)。與有限的脂環(huán)族環(huán)氧樹脂選擇相反，許多不同的多元醇可用于二官能二醇和三官能二醇，聚己內(nèi)酯低聚物，甚至高級(jí)樹枝狀多元醇，以幫助調(diào)節(jié)最終使用性能。
在固化期間，UV陽離子樹脂表現(xiàn)出通常被稱為“深色固化”或“陰影固化”的獨(dú)特現(xiàn)象。來自陽離子光引發(fā)劑的光生酸在溶液中具有極長的活性壽命，能夠在數(shù)天的時(shí)間內(nèi)引發(fā)聚合反應(yīng)。而自由基具有以秒或幾分之一秒測(cè)量的活躍生命。這種長期積極的生活意味著，一旦產(chǎn)生，這些活性位點(diǎn)會(huì)繼續(xù)通過遷移和聚合單體，直到所有單體被消耗，而不持續(xù)暴露于紫外線輻射。雖然您可以在紫外光源下完全聚合陽離子樹脂，但這種黑暗固化現(xiàn)象意味著您不必這樣做。為了提高產(chǎn)量，您的工藝可以在紫外線照射下產(chǎn)生所有光酸并部分聚合，但可以將部件向下移動(dòng)到生產(chǎn)過程中，并允許在以后進(jìn)行完全固化。另外，光酸遷移效應(yīng)允許完全固化復(fù)雜的幾何形狀，其可具有由直接UV暴露顯示的部分部分。下面的圖3充分展示了黑暗治愈的全部潛力（圖片由Excelitas Technologies提供）。
圖3：UV陽離子樹脂的暗固化現(xiàn)象
陽離子聚合的另一個(gè)獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)是，與必須解決存在的自由基聚合不同，氧的存在不會(huì)影響聚合過程。這種氧氣抑制的缺乏允許生產(chǎn)工程師在環(huán)境條件下施加樹脂和固化，特別是當(dāng)生產(chǎn)應(yīng)用需要薄的樹脂厚度時(shí)，例如封裝或粘合粘合劑應(yīng)用。
大多數(shù)自由基丙烯酸UV樹脂的潛在缺點(diǎn)是聚合期間的收縮，其有可能在涂層和最終部件內(nèi)賦予固化應(yīng)力。當(dāng)丙烯酸單體聚合并彼此附著時(shí)，相鄰單體之間的分子間距離略微下降。我們可以觀察到宏觀尺度下分子間距離的下降隨著密度的增加或物理測(cè)量固化前后的收縮率。雖然陽離子單體在聚合期間彼此連接并且還減少相鄰單體之間的空間，但連接過程需要環(huán)狀環(huán)氧基團(tuán)打開“延長”分子的長度。
在多數(shù)情況下，沒有樹脂系統(tǒng)在所有環(huán)境中都能完美地工作，陽離子UV樹脂也不例外：水分有可能阻礙而不是抑制陽離子聚合。在控制環(huán)境濕度的受控制造環(huán)境中，水分的影響不會(huì)帶來任何重大挑戰(zhàn)。只有那些環(huán)境濕度明顯季節(jié)性變化的環(huán)境才需要解決水分的影響。如果相對(duì)濕度保持在70-80％以下，解決陽離子樹脂的水分并不太難，生產(chǎn)工程師和人員只需要勤勉地監(jiān)測(cè)環(huán)境條件。如上所述，水分用于減緩聚合，而不是抑制聚合，因此可以以幾種方式解決。可以通過增加固化時(shí)間來解釋反應(yīng)減慢，但這種方法在制造環(huán)境中通常是不可取的（盡管它可以用于質(zhì)量控制實(shí)驗(yàn)室）。在使用干燥空氣毯或加熱元件固化之前和期間的點(diǎn)處進(jìn)行局部環(huán)境調(diào)節(jié)可以從樹脂中吸收水分。
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