La polimerizzazione UV ed EB descrive tipicamente l'uso di fasci di elettroni (EB), ultravioletti (UV) o luce visibile per polimerizzare una combinazione di monomeri e oligomeri su un substrato. Il materiale UV ed EB può essere formulato in un inchiostro, un rivestimento, un adesivo o un altro prodotto. Il processo è anche noto come polimerizzazione tramite radiazioni o radcure perché UV ed EB sono fonti di energia radiante. Le fonti di energia per la polimerizzazione tramite UV o luce visibile sono in genere lampade al mercurio a media pressione, lampade allo xeno pulsate, LED o laser. L'EB, a differenza dei fotoni di luce, che tendono a essere assorbiti principalmente sulla superficie dei materiali, ha la capacità di penetrare attraverso la materia.
Tre validi motivi per passare alla tecnologia UV ed EB
Risparmio energetico e maggiore produttività: poiché la maggior parte dei sistemi è priva di solventi e richiede meno di un secondo di esposizione, i guadagni di produttività possono essere enormi rispetto alle tecniche di rivestimento convenzionali. Velocità di linea di 300 m/min sono comuni e il prodotto è immediatamente pronto per i test e la spedizione.
Adatto a substrati sensibili: la maggior parte dei sistemi non contiene acqua o solventi. Inoltre, il processo offre il controllo totale della temperatura di polimerizzazione, rendendolo ideale per l'applicazione su substrati sensibili al calore.
Rispettoso dell'ambiente e dell'utente: le composizioni sono in genere prive di solventi, quindi emissioni e infiammabilità non rappresentano un problema. I sistemi di fotopolimerizzazione sono compatibili con quasi tutte le tecniche di applicazione e richiedono uno spazio minimo. Le lampade UV possono solitamente essere installate su linee di produzione esistenti.
Composizioni polimerizzabili UV ed EB
I monomeri sono i mattoni più semplici da cui si ricavano i materiali organici sintetici. Un monomero semplice derivato dal petrolio è l'etilene. È rappresentato da: H₂C=CH₂. Il simbolo "=" tra le due unità o atomi di carbonio rappresenta un sito reattivo o, come lo chiamano i chimici, un "doppio legame" o insaturazione. Sono siti come questi che sono in grado di reagire per formare materiali chimici di dimensioni sempre maggiori, chiamati oligomeri e polimeri.
Un polimero è un raggruppamento di molte unità ripetute (poli-) dello stesso monomero. Il termine oligomero è un termine speciale usato per designare quei polimeri che spesso possono essere ulteriormente sottoposti a reazione per formare una grande combinazione di polimeri. I siti di insaturazione su oligomeri e monomeri da soli non subiranno alcuna reazione o reticolazione.
Nel caso della polimerizzazione tramite fascio di elettroni, gli elettroni ad alta energia interagiscono direttamente con gli atomi del sito insaturo per generare una molecola altamente reattiva. Se si utilizza la luce UV o visibile come fonte di energia, alla miscela viene aggiunto un fotoiniziatore. Il fotoiniziatore, quando esposto alla luce, genera radicali liberi o azioni che avviano la reticolazione tra i siti di insaturazione.
Oligomeri: le proprietà complessive di qualsiasi rivestimento, inchiostro, adesivo o legante reticolato mediante energia radiante sono determinate principalmente dagli oligomeri utilizzati nella formulazione. Gli oligomeri sono polimeri a peso molecolare moderatamente basso, la maggior parte dei quali si basa sull'acrilazione di diverse strutture. L'acrilazione conferisce l'insaturazione o il gruppo "C=C" alle estremità dell'oligomero.
Monomeri: i monomeri vengono utilizzati principalmente come diluenti per ridurre la viscosità del materiale non polimerizzato e facilitarne l'applicazione. Possono essere monofunzionali, contenenti un solo gruppo reattivo o sito di insaturazione, oppure multifunzionali. Questa insaturazione consente loro di reagire e di incorporarsi nel materiale polimerizzato o finito, anziché volatilizzarsi nell'atmosfera come avviene comunemente con i rivestimenti convenzionali. I monomeri multifunzionali, poiché contengono due o più siti reattivi, formano legami tra le molecole di oligomero e altri monomeri nella formulazione.
Fotoiniziatori: questo ingrediente assorbe la luce ed è responsabile della produzione di radicali liberi o azioni. I radicali liberi o azioni sono specie ad alta energia che inducono la reticolazione tra i siti di insaturazione di monomeri, oligomeri e polimeri. I fotoiniziatori non sono necessari per i sistemi polimerizzati con fascio di elettroni perché gli elettroni sono in grado di avviare la reticolazione.
Additivi: i più comuni sono gli stabilizzanti, che impediscono la gelificazione durante lo stoccaggio e la polimerizzazione prematura dovuta a bassi livelli di esposizione alla luce. Pigmenti colorati, coloranti, antischiuma, promotori di adesione, agenti opacizzante, agenti bagnanti e coadiuvanti di scorrimento sono esempi di altri additivi.
Data di pubblicazione: 01-01-2025
