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辐射固化技术研究进展

发布时间:2019年4月11日


辐射固化亦称UV/EB固化,是指以紫外光或电子束为能量源,辐照高分子或低聚物使其快速发生化学交联固化的技术,分别称为光固化和电子束固化。前者作为工业技术发端于二十世纪六十年代德国,后者发端于欧美五十年代的高能电子束加工技术,并逐渐演化为适用于薄层有机材料的低能电子束固化技术。辐射固化因其交联速率快、节能、环保、加工结果高性能等综合优势而在诸多工业领域广泛应用,产品主要包括辐射固化涂料、油墨、胶粘剂、聚合物复合材料、高分子膜材等,已形成较大产业规模。我国在该领域从事基础及技术研究的机构主要包括清华大学、中国科技大学、北京师范大学、中山大学、四川大学、北京化工大学、江南大学、同济大学、广东工业大学、武汉大学等。至2016年,我国辐射固化产业市场已达149亿元人民币,全球辐射固化市场产值超过240亿美元,并以接近10%复合年增长率增长。辐射固化已成为全球薄层高分子材料固化加工的主流趋势。

辐射固化的定义
辐射固化,国际通称UV/EB固化,是指高分子低聚物或高聚物等有机材料在紫外光或电子束辐照下快速发生交联固化的一种高效、环保、高性能工业技术,主要形成辐射固化涂料、辐射固化油墨、辐射固化胶粘剂等工业产品类型,另外在塑料交联强化加工方面也已形成产业。以紫外光为辐照能量源的辐射固化又称紫外光固化,或称UV固化,形成产品如UV固化涂料、UV固化油墨、UV固化胶粘剂。以电子束为能量源的辐射固化又称电子束固化,或称EB固化,形成产品包括EB固化涂料、EB固化油墨、EB固化胶粘剂等。
辐射固化技术主要适用于厚度约数微米至上百微米薄层材料的快速交联固化,少数新型应用也包括厚层材料、甚至体型材料的固化加工。

基本原理/过程
辐射固化是依赖配方中对外来射入体系的能量源(紫外光或电子束)敏感的成分,高效率吸收能量后发生快速化学转变,产生高活性的自由基、阳离子、阴离子、离子化自由基或其它激发态活性基团,引起链式聚合或偶联反应等,形成交联结构,赋予材料良好的综合性能。

(节选自:《2016-2017感光影像学学科发展报告》)