Opcje badawcze
Do scharakteryzowania utwardzenia powłoki można zaliczyć m.in. metody empiryczne, takie jak test paznokcia, podwójne pocieranie MEK lub testy na przebarwienia z nadmanganianem potasu. Za pomocą podczerwieni lub konfokalnej spektroskopii Ramana można określić ilościowo względną konwersję wiązania podwójnego. W tym projekcie konwersję podwójnego wiązania farby poliuretanowo-akrylowej określono metodą spektroskopii IR zarówno na wierzchniej stronie, jak i na spodniej stronie swobodnych powłok, które zostały nałożone na czarne płyty PP o grubości warstwy ok. 60 µm. Na podstawie zarejestrowanego widma, po ustaleniu zakresu drgań C–H i po integracji względem zastosowanej linii podstawy 810 cm -1, można obliczyć konwersję względną (wierzchnia i spodnia strona) dotyczącą ciekłej farby (wykres 1 i 2). Jeśli konwersja wiązania podwójnego na powierzchni jest mniejsza niż na spodniej stronie, to świadczy to o hamowaniu przez tlen. Obrazują to przykłady przedstawione za pomocą wykresu 1. Przy dużej zawartości fotoinicjatorów i dostatecznie wysokiej dawce promieniowania uzyskiwane jest zarówno dobre utwardzenie powierzchni jak i utwardzenie głębokie. Głównie przy małej ilości fotoinicjatora (1%, zielone słupki) zaobserwowano wyraźne różnice między wierzchnią a spodnią stroną, nawet przy wyższej dawce promieniowania UV.
W zależności od ilości fotoinicjatora i jego właściwości absorpcyjnych, jego wpływ na przezroczystość warstwy powłokowej decyduje również o głębokim utwardzeniu. Dalsze badania na przykładzie tego samego fotoinicjatora i utwardzania za pomocą UV-LED o długości fali 365 nm pokazują, że przy większym udziale inicjatora (w skrajnym przypadku: nasycenie) poprawia się stopień konwersji na powierzchni, ale zmniejszona przezroczystość przy wysokich stężeniach fotoinicjatora może mieć jednocześnie negatywny wpływ na głębokie utwardzanie. Rozwiązaniem nie jest też wyższa dawka promieniowania (wykres 2).
Wykres 3 przedstawia widma ekstynkcji zastosowanego fotoinicjatora w roztworze, jak i w wytworzonym z tego płynnym jeszcze lakierze bezbarwnym (tj. nieutwardzonym promieniowaniem UV). Obok przedstawiono widmo mocy dla obu promienników LED. Można zauważyć, że w przypadku lampy UV-LED 365 nm fotoinicjator efektywniej pochłania promieniowanie UV, dzięki czemu utwardzanie jest możliwe przy zastosowaniu mniejszej mocy. Jednakże płynna warstwa lakieru również absorbuje intensywniej; skutkuje to mniejszym utwardzeniem głębokim niż w przypadku lampy UV LED 395 nm.
Komentarze (0)