T¹p chÝ Hãa häc, T. 43 (5), Tr. 530 - 534, 2005<br />
<br />
<br />
¶nh h ëng cña c¸c chÊt kh¬I mµo quang ®Õn sù<br />
kh©u m¹ch quang cña hÖ diacrylat-ankyt<br />
§Õn Tßa so¹n 11-6-2004<br />
NguyÔn ThÞ ViÖt TriÒu1, Lª Xu©n HiÒn1, NguyÔn TrÝ Ph ¬ng1,<br />
Vò Minh Ho ng1, Th¸i Do"n TÜnh2, §o n ThÞ Ho 2<br />
1<br />
ViÖn Kü thuËt NhiÖt ®íi, ViÖn Khoa häc v+ C«ng nghÖ ViÖt Nam<br />
2<br />
Khoa Hãa häc, Tr0êng §¹i häc S0 ph¹m H+ Néi<br />
<br />
<br />
Summary<br />
The photocrosslinking of the diacrylate (HDDA)-short oils alkyde in the presence of different<br />
photoinitiators have been studied. The curing process was followed by infrared spectroscopy,<br />
insolubilization and hardness measurements. The decay of the photoinitiator during the process<br />
was followed by UV spectroscopy. The photocrosslinking of the HDDA-short oil alkyde system<br />
was the fastest and the properties of the UV-cured product was the best in the presence of D-1173<br />
photoinitiator.<br />
<br />
<br />
I - §Æt vÊn ®Ò - ChÊt kh¬i m2o quang d¹ng gèc:<br />
+ Oxit axylphosphin [2,4,6-trimetylbenzoyl<br />
Monome acrylat cã nhiÒu tÝnh chÊt tèt, tuy diphenyl phosphin oxit] (Lucirin TPO) cña h8ng<br />
nhiªn l¹i kÐm mÒm dÎo sau khi kh©u m¹ch BAFS.<br />
quang [1]. C¸c nghiªn cøu tr*íc ®©y cho thÊy<br />
®*a mét l*îng nhùa ankyt gÇy v2o monome + -aminomorpholinoxeton (I-369) cña<br />
acrylat (HDDA) ®8 l2m t¨ng tÝnh mÒm dÎo cña h8ng CIBA GEIGY.<br />
s¶n phÈm sau khi kh©u m¹ch quang [2]. B¶n + Dimetoxyphenylaxetophenon (I-651) cña<br />
chÊt, ho¹t tÝnh quang cña chÊt kh¬i m2o, sù h8ng CIBA GEIGY.<br />
t*¬ng hîp cña nã víi monome v2 oligome cã + -hydroxyldimetylphenylxeton (D -1173)<br />
¶nh h*ëng lín ®Õn qu¸ tr×nh kh©u m¹ch quang cña h8ng MERCK.<br />
[3,4]. B2i b¸o n2y tr×nh b2y c¸c kÕt qu¶ nghiªn<br />
cøu ¶nh h*ëng cña mét sè chÊt kh¬i m2o ®Õn + -hydroxylxyclohexylphenylxeton (I-184)<br />
qu¸ tr×nh kh©u m¹ch quang cña hÖ HDDA-ankyt cña h8ng CIBA GEIGY.<br />
gÇy. - Dung m«i: Clorofom lo¹i PA cña Trung<br />
Quèc.<br />
II - thùc nghiÖm<br />
2. ChÕ ®é chiÕu s¸ng<br />
1. Nguyªn liÖu v hãa chÊt HÖ HDDA-ankyt gÇy (10%) cã chøa 3%<br />
chÊt kh¬i m2o quang, sau khi ®*îc t¹o m2ng víi<br />
- 1,6-hecxanediol diacrylat (HDDA) cña<br />
h8ng UBC ®é d2y 20 µm ®em chiÕu d*íi ®Ìn tö ngo¹i,<br />
c*êng ®é ¸nh s¸ng 250 mW/cm2 víi hÖ chiÕu tia<br />
- Nhùa ankyt gÇy DAIKYD A136-70 cña tö ngo¹i model F 300S cña h8ng FUSION UV<br />
§2i Loan. cña Mü t¹i ViÖn Kü thuËt NhiÖt ®íi, ViÖn Khoa<br />
530<br />
häc v2 C«ng nghÖ ViÖt Nam. Sau mçi thêi gian ViÖn Khoa häc v2 C«ng nghÖ ViÖt Nam.<br />
chiÕu, ®em mÉu x¸c ®Þnh c¸c tÝnh chÊt cña - §é bÒn Ðp d8n cña tæ hîp ®8 ®*îc kh©u<br />
m2ng nhùa ®8 ®*îc kh©u m¹ch quang. m¹ch quang ®*îc x¸c ®Þnh b»ng c¸ch t¹o m2ng<br />
3. Ph ¬ng ph¸p ph©n tÝch nhùa lªn tÊm s¾t CT3 víi chiÒu d2y 20 µm. Sau<br />
khi chiÕu tia tö ngo¹i, mÉu ®*îc ®o trªn m¸y<br />
- H2m l*îng liªn kÕt ®«i cña monome LACQUER and PAINT TESTING MACHINE,<br />
acrylat v2 cña nhùa ankyt ®*îc x¸c ®Þnh theo Model 200 (CHLB §øc) theo tiªu chuÈn IZO<br />
hÊp thô ®Æc tr*ng ë vïng 810 cm-1 v2 3037 cm-1 1512 t¹i ViÖn Kü thuËt NhiÖt ®íi, ViÖn Khoa<br />
b»ng phæ hång ngo¹i trªn m¸y FTIR, model häc v2 C«ng nghÖ ViÖt Nam.<br />
NEXUS 670, Nicolet (Mü) t¹i ViÖn Kü thuËt<br />
NhiÖt ®íi, ViÖn Khoa häc v2 C«ng nghÖ ViÖt - H2m l*îng phÇn kh«ng tan v2 ®é tr*¬ng<br />
Nam. cña mÉu ®*îc x¸c ®Þnh theo t2i liÖu ®8 c«ng bè<br />
[4].<br />
- Sù ph©n hñy chÊt kh¬i m2o trong qu¸ tr×nh<br />
chiÕu tia tö ngo¹i ®*îc x¸c ®Þnh b»ng m¸y<br />
III - KÕt qu¶ v th¶o luËn<br />
quang phæ tö ngo¹i GBC, CINTRA 40<br />
(Mü) t¹i ViÖn Kü thuËt NhiÖt ®íi, ViÖn<br />
Qu¸ tr×nh kh©u m¹ch quang cña hÖ HDDA-<br />
Khoa häc v2 C«ng nghÖ ViÖt Nam.<br />
ankyt gÇy ®*îc kh¶o s¸t víi sù cã mÆt cña n¨m<br />
- M2ng nhùa ®*îc t¹o lªn tÊm kÝnh cã kÝch chÊt kh¬i m2o quang I-184, TPO, I-369, D-<br />
th*íc 5×10 cm víi ®é d2y 20 µm v2 x¸c ®Þnh ®é 1173, I-651.<br />
cøng b»ng m¸y ERICHSEN (PENDULUM KÕt qu¶ kh¶o s¸t ¶nh h*ëng cña c¸c chÊt<br />
DAMPING TESTER), model 299/300 cña kh¬i m2o quang ®Õn ®é chuyÓn hãa liªn kÕt ®«i<br />
CHLB §øc theo tiªu chuÈn PERSOZ (NFT 30- cña monome acrylat (h×nh 1) cho thÊy víi sù cã<br />
016) t¹i ViÖn Kü thuËt NhiÖt ®íi, ViÖn Khoa mÆt cña c¸c chÊt kh¬i m2o I-184, I-369 v2 D-<br />
häc v2 C«ng nghÖ ViÖt Nam. 1173 liªn kÕt ®«i cña acrylat gi¶m nhanh v2 cã<br />
- §é bÒn va ®Ëp cña m2ng ®*îc x¸c ®Þnh hiÖu suÊt ph¶n øng cao h¬n c¶, mÉu cã chÊt kh¬i<br />
b»ng c¸ch t¹o m2ng nhùa lªn tÊm s¾t CT3 víi m2o TPO cho ®é chuyÓn hãa liªn kÕt ®«i acrylat<br />
chiÒu d2y 20 µm. Sau khi chiÕu tia tö ngo¹i, thÊp nhÊt. Khi kh«ng cã chÊt kh¬i m2o quang,<br />
mÉu ®*îc ®o trªn m¸y VARIABLE IMPACT trong 12 gi©y ®Çu chiÕu s¸ng h2m l*îng liªn kÕt<br />
TESTER, Model 304 (CHLB §øc) theo tiªu ®«i hÇu nh* kh«ng thay ®æi, sau 36 gi©y chiÕu,<br />
chuÈn ISO 304 t¹i ViÖn Kü thuËt NhiÖt ®íi, h2m l*îng liªn kÕt ®«i acrylat chØ gi¶m ®i 20%.<br />
100<br />
§é chuyÓn hãa nhãm acrylat, %<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
80<br />
<br />
<br />
60<br />
<br />
<br />
40<br />
<br />
<br />
20<br />
<br />
<br />
0<br />
0 10 20 30 40<br />
Thêi gian chiÕu, gi©y<br />
ChÊt kh¬i m2o: I-184: ; TPO: ; I-369: D-1173: ; I-651: ; Kh«ng KM:<br />
H×nh 1: ¶nh h*ëng cña chÊt kh¬i m2o ®Õn suÊt chuyÓn hãa nhãm acrylat<br />
cña hÖ HDDA-ankyt gÇy khi chiÕu d*íi ®Ìn tö ngo¹i<br />
531<br />
100<br />
<br />
<br />
§é chuyÓn hãa liªn kÕt ®«i cña 80<br />
ankyt, %<br />
<br />
60<br />
<br />
<br />
40<br />
<br />
<br />
20<br />
<br />
<br />
0<br />
0 10 20 30 40<br />
<br />
Thêi gian chiÕu, gi©y<br />
ChÊt kh¬i m2o: I-184: ; TPO: ; I-369: D-1173: ; I-651: ; Kh«ng KM:<br />
H×nh 2: ¶nh h*ëng cña chÊt kh¬i m2o ®Õn suÊt chuyÓn hãa liªn kÕt ®«i<br />
cña ankyt trong hÖ HDDA-ankyt gÇy khi chiÕu d*íi ®Ìn tö ngo¹i<br />
<br />
Tõ h×nh 2 cã thÓ thÊy r»ng, h2m l*îng liªn kh¬i m2o quang, suÊt chuyÓn hãa liªn kÕt ®«i<br />
kÕt ®«i trong nhùa ankyt cña hÖ HDDA-ankyt cña nhùa ankyt t¨ng rÊt nhanh ngay sau khi<br />
kh«ng cã mÆt chÊt kh¬i m2o gi¶m rÊt chËm, chiÕu d*íi ®Ìn tö ngo¹i. ChØ sau 12 gi©y chiÕu<br />
trong 12 gi©y ®Çu chiÕu s¸ng h2m l*îng liªn d*íi ®Ìn tö ngo¹i, suÊt chuyÓn hãa liªn kÕt<br />
kÕt ®«i hÇu nh* kh«ng thay ®æi, sau 36 gi©y ®«i trong nhùa ankyt cña mÉu cã chÊt kh¬i<br />
chiÕu, suÊt chuyÓn hãa liªn kÕt ®«i chØ cã m2o I-651 l2 53% v2 mÉu cã chÊt kh¬i m2o<br />
30%. Trong khi ®ã, ®èi víi c¸c mÉu cã chÊt D-1173 l2 90%.<br />
100<br />
PhÇn gel,,%<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
80<br />
<br />
<br />
60<br />
<br />
<br />
40<br />
<br />
<br />
20<br />
<br />
<br />
0<br />
0 10 20 30 40<br />
Thêi gian chiÕu, gi©y<br />
ChÊt kh¬i m2o: I-184: ; TPO: ; I-369: ; D-1173: ; I-651: ; Kh«ng KM:<br />
H×nh 3: ¶nh h*ëng cña chÊt kh¬i m2o ®Õn phÇn gel cña hÖ HDDA-ankyt gÇy<br />
khi chiÕu d*íi ®Ìn tö ngo¹i<br />
532<br />
KÕt qu¶ h×nh 3 cho thÊy, h2m l*îng phÇn dung m«i.<br />
gel t¨ng nhanh ë tÊt c¶ c¸c mÉu trong 6 gi©y ®Çu ë mäi thêi ®iÓm chiÕu d*íi ®Ìn tö ngo¹i, ®é<br />
chiÕu s¸ng. MÉu cã chÊt kh¬i m2o quang D- tr*¬ng cña mÉu cã chÊt kh¬i m2o D-1173 ®Òu<br />
1173 cã h2m l*îng phÇn gel cao nhÊt (95%) v2 thÊp h¬n. §iÒu n2y chøng tá r»ng, hÖ HDDA-<br />
mÉu cã chÊt kh¬i m2o quang TPO cã h2m l*îng ankyt khi cã mÆt chÊt kh¬i m2o D-1173 cã møc<br />
phÇn gel thÊp nhÊt (75%). Trong khi ®ã mÉu ®é kh©u l*íi chÆt chÏ v2 d2y ®Æc h¬n c¸c mÉu<br />
kh«ng cã chÊt kh¬i m2o vÉn tan ho2n to2n trong kh¸c (h×nh 4).<br />
§é tr*¬ng, %<br />
<br />
<br />
<br />
1000<br />
<br />
<br />
<br />
800<br />
<br />
<br />
<br />
600<br />
<br />
<br />
<br />
400<br />
<br />
<br />
<br />
200<br />
<br />
<br />
<br />
0<br />
0 10 20 30 40<br />
<br />
Thêi gian chiÕu, gi©y<br />
ChÊt kh¬i m2o: I-184: ; TPO: ; I-369: ; D-1173: ; I-651:<br />
H×nh 4: ¶nh h*ëng cña chÊt kh¬i m2o ®Õn ®é tr*¬ng cña hÖ HDDA-ankyt gÇy<br />
khi chiÕu d*íi ®Ìn tö ngo¹i<br />
<br />
Tõ h×nh 5 còng cho thÊy, trong c¸c mÉu cã kh¬i m2o TPO cã ®é bÒn Ðp gi8n, ®é bÒn va ®Ëp<br />
chÊt kh¬i m2o, ®é cøng t*¬ng ®èi cña hÖ cao nhÊt, hÖ HDDA-ankyt cã chÊt kh¬i m2o I-<br />
HDDA-ankyt t¨ng nhanh trong kho¶ng 12 gi©y 369 cã c¸c tÝnh n¨ng trªn thÊp nhÊt. Tuy nhiªn,<br />
®Çu chiÕu d*íi ®Ìn tö ngo¹i, sau ®ã ®é cøng hÖ HDDA-ankyt cã chÊt kh¬i m2o D-1173 cã<br />
t¨ng víi tèc ®é chËm dÇn. HÖ HDDA-ankyt khi ®é bÒn Ðp gi8n v2 ®é bÒn va ®Ëp thÊp h¬n mét Ýt<br />
cã mÆt chÊt kh¬i m2o D-1173 cho ®é cøng so víi tæ hîp cã chÊt kh¬i m2o TPO, nh*ng c¸c<br />
t*¬ng ®èi cao nhÊt v2 mÉu cã chÊt kh¬i m2o I- kÕt qu¶ kh¶o s¸t ë c¸c h×nh 1-5 cho thÊy r»ng<br />
651 cho ®é cøng thÊp nhÊt. Sau 36 gi©y chiÕu khi cã mÆt chÊt kh¬i m2o D-1173 m2ng nhùa<br />
d*íi ®Ìn tö ngo¹i ®é cøng t*¬ng ®èi cña mÉu HDDA-ankyt kh©u l*íi nhanh, chÆt chÏ v2 cã<br />
khi cã mÆt chÊt kh¬i m2o D-1173 ®8 ®¹t trªn ®é cøng cao h¬n so víi hÖ cã c¸c chÊt kh¬i m2o<br />
kh¸c. V× vËy, trong ®iÒu kiÖn thùc nghiÖm ®8<br />
0,83 trong khi ®ã ®é cøng cña mÉu cã chÊt kh¬i<br />
cho, chÊt kh¬i m2o D-1173 ®*îc lùa chän l2<br />
m2o I-651 chØ ®¹t 0,65.<br />
chÊt kh¬i m2o tèi *u cho hÖ HDDA-ankyt. Cã<br />
KÕt qu¶ x¸c ®Þnh ®é bÒn Ðp gi8n, ®é bÒn va thÓ trong tr*êng hîp n2y chÊt kh¬i m2o D-1173<br />
®Ëp (b¶ng 1) cho thÊy hÖ HDDA-ankyt cã chÊt t*¬ng hîp tèt víi hÖ nhùa HDDA-ankyt.<br />
<br />
B¶ng 1: TÝnh chÊt c¬ lý cña c¸c hÖ HDDA-ankyt sau 24 gi©y chiÕu tia tö ngo¹i<br />
HÖ kh©u m¹ch quang ChÊt kh¬i m2o quang<br />
TÝnh chÊt c¬ lý I-184 TPO I-369 D-1173 I-651<br />
§é cøng t*¬ng ®èi 0,73 0,71 0,76 0,82 0,60<br />
§é bÒn va ®Ëp, kg.cm 70 90 40 70 50<br />
§é bÒn Ðp gi8n, mm 1,0 1,2 0,7 1,0 0,8<br />
0.9<br />
<br />
§é cøng t*¬ng ®èi 0.8<br />
<br />
0.7<br />
<br />
0.6<br />
<br />
0.5<br />
<br />
0.4<br />
<br />
0.3<br />
<br />
0.2<br />
<br />
0.1<br />
<br />
0<br />
0 5 10 15 20 25 30 35 40<br />
<br />
Thêi gian chiÕu, gi©y<br />
ChÊt kh¬i m2o: I-184: ; TPO: ; I-369: D-1173: ; I-651:<br />
H×nh 5: ¶nh h*ëng cña chÊt kh¬i m2o ®Õn ®é cøng cña hÖ HDDA-ankyt gÇy<br />
khi chiÕu d*íi ®Ìn tö ngo¹i<br />
<br />
IV - kÕt luËn T i liÖu tham kh¶o<br />
<br />
- Khi cã chÊt kh¬i m2o quang D-1173 m2ng 1. Christian Decker and Khalil Moussa,<br />
nhùa HDDA-ankyt gÇy kh©u m¹ch quang Journal of Coating Technology, Vol. 65,<br />
nhanh, t¹o m¹ng l*íi chÆt chÏ h¬n h¼n so víi tæ No. 819, P. 49 - 57 (1993).<br />
hîp HDDA-ankyt gÇy cã c¸c chÊt kh¬i m2o I- 2. NguyÔn ThÞ ViÖt TriÒu, Lª Xu©n HiÒn,<br />
184, TPO, I-369 v2 I-651. NguyÔn TrÝ Ph*¬ng, Vò Minh Ho2ng, L*¬ng<br />
H¶i H*ng. T¹p chÝ Hãa häc (®8 göi ®¨ng).<br />
- Sau 24 gi©y chiÕu tia tö ngo¹i, hÖ HDDA-<br />
ankyt gÇy cã chÊt kh¬i m2o quang D-1173 cã 3. Jean-Claude Andre, Andre-Bernard Vannes,<br />
Robert Planche, Paut Godin. Techniques<br />
c¸c tÝnh n¨ng c¬ lý t*¬ng ®èi cao so víi tæ hîp<br />
d’utilisation des photons. Electra (1993).<br />
HDDA-ankyt gÇy cã c¸c chÊt kh¬i m2o kh¸c,<br />
®é bÒn Ðp gi8n 1 mm, ®é bÒn va ®Ëp 70 KG.cm, 4. Andre M. Braun, Marie-Therese Maurette,<br />
®é cøng t*¬ng ®èi 0,82. Esther Oliveros. Technologie Photo-<br />
chimique. Suisse (1986).<br />
- ChÊt kh¬i m2o quang D-1173 ®*îc lùa 5. C. Decker, T. Nguyen Thi Viet, H. Le Xuan,<br />
chän l2 chÊt kh¬i m2o quang cho hÖ HDDA- Eur. Polym. J., Vol. 32, No. 11, P. 1319 -<br />
ankyt gÇy. 1331 (1996).<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
534<br />
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
