قليل الوحدات ذات الأداء الخاص

1.أوليغومرات المعالجة المزدوجة

إذا احتوى الأوليغومر على نوعين مختلفين من المجموعات الوظيفية النشطة للمعالجة، مثل مجموعة الأكريلات التي يمكن أن تخضع للمعالجة بالجذور الحرة، ومجموعة أخرى يمكن أن تخضع للمعالجة الضوئية الكاتيونية، أو المعالجة بالرطوبة، أو المعالجة بالهيدروكسيل، أو المعالجة الحرارية، فإنه يسمى أوليغومر ثنائي المعالجة.

باستخدام راتنج إيبوكسي ثنائي الفينول أ وحمض الأكريليك في تفاعل أسترة فتح الحلقة [نسبة مولية لمجموعة الإيبوكسي إلى مجموعة الكربوكسيل = (1.5 ~ 2.0) : 1]، تم تحضير راتنج إيبوكسي أكريلات يحتوي على مجموعات إيبوكسي. تخضع مجموعات الأكريليك لبلمرة الجذور الحرة، بينما تخضع مجموعات الإيبوكسي لبلمرة ضوئية كاتيونية أو معالجة حرارية. تُظهر نتائج البحث وجود تفاعل جزيئي داخلي بين هاتين المجموعتين الوظيفيتين النشطتين، مما يُعزز بشكل فعال تقدم كل من بلمرة الجذور الحرة والبلمرة الضوئية الكاتيونية، ويُحسّن بشكل ملحوظ معدل التفاعل ومعدل التحويل النهائي، مع تقليل تثبيط الأكسجين بشكل كبير. يُظهر الفيلم المُعالَج المُشكَّل من قليل الوحدات ثنائية المعالجة خصائص ميكانيكية أفضل.

من خلال تفاعل سداسي ميثيلين ثنائي إيزوسيانات مع N,N-ثنائي (3-أمينوبروبيل ثلاثي إيثوكسي سيلان)، ثم تفاعله مع أكريلات هيدروكسي إيثيل، يمكن تحضير أكريلات بولي يوريثان من نوع السيلوكسان يتميز بخاصيتي المعالجة الضوئية بالجذور الحرة والمعالجة بالرطوبة. ويمكن استخدام هذا المركب في الطلاءات المطابقة المعالجة ضوئيًا.

يؤدي تركيب راتنجات أكريلات الإيبوكسي الفينولية التي تحتوي على مجموعات الإيبوكسي إلى مواد ذات وظائف معالجة مزدوجة، تشمل المعالجة الضوئية بالجذور الحرة والمعالجة الحرارية، والتي يمكن استخدامها في مواد مقاومة اللحام القابلة للتصوير الضوئي.

2.قليل الوحدات ذاتية البدء

يوجد نوعان من الأوليغومرات ذات الوظائف ذاتية البدء:

1. يتمتع الأوليغومر نفسه بقدرة على التحفيز الضوئي، لذلك لا يلزم إضافة محفز ضوئي إضافي في التركيبة، أو حتى لا يلزم إضافته على الإطلاق.
2. يتم دمج مجموعة محفزة ضوئياً في الأوليغومر، مما يحوله إلى محفز ضوئي جزيئي كبير يعمل كأوليغومر وكمحفز ضوئي في التركيبة.

يُعدّ النوع الأول من الأوليغومرات ذاتية البدء منتجًا جديدًا طوّرته شركة آشلاند الأمريكية. يُحضّر هذا الأوليغومر من خلال تفاعل إضافة مايكل بين إسترات الأكريلات متعددة الوظائف وإسترات بيتا كيتو (مثل أسيتوأسيتات الإيثيل، وأسيتوأسيتات الأليل، وميثاكريلات 2-أسيتوأسيتوكسي إيثيل). تشكّل ذرة الكربون الميثيلينية النشطة في إستر بيتا كيتو رابطة تساهمية جديدة مع ذرة الكربون الطرفية للرابطة الثنائية بين ذرتي الكربون في الأكريلات. ترتبط مجموعة الكربونيل في إستر بيتا كيتو بذرة كربون مستبدلة بالكامل. هذه الرابطة غير مستقرة تحت الأشعة فوق البنفسجية، فبعد امتصاصها لهذه الأشعة، تنكسر بسهولة، مُولّدةً جذرًا حرًا من الأسيتيل وجذرًا حرًا جزيئيًا كبيرًا آخر، مما يُكسب الأوليغومر خاصية البدء الذاتي.

لذا، في الطلاءات والأحبار والمواد اللاصقة المقاومة للأشعة فوق البنفسجية والمصنعة باستخدام قليل الوحدات ذاتية التنشيط، لا حاجة إلى مُحفز ضوئي إضافي أو تكاد تكون معدومة. وهذا يتجنب مشاكل مثل الرائحة الكريهة، والاصفرار، وصعوبة الخلط، والترسب، والهجرة، والتكلفة العالية المرتبطة بإضافة المحفزات الضوئية التقليدية.

يمكن أيضًا تحضير الأوليغومرات ذاتية البدء من خلال التفاعلات بين إسترات الأكريلات المختلفة ومانحات مايكل المختلفة، مما يؤدي إلى تشكيل سلسلة من المنتجات.

تشمل أنواع الأكريلات: الأكريلات، وأكريلات الإيبوكسي، وأكريلات البولي يوريثان، وأكريلات البوليستر، وأكريلات السيليكون، وأكريلات الميلامين، وبيرفلورو أكريلات، والفومارات، والماليات. أما مانحات مايكل فتشمل: بيتا-كيتوإسترات، وبيتا-دايكيتونات، وبيتا-كيتوأميدات، وبيتا-كيتوأنيليدات، وغيرها. يمكن أن تكون المجموعة R' في مانح مايكل مجموعة وظيفية أو مجموعة معالجة مزدوجة.

يتم تحضير النوع الثاني من الأوليغومرات ذاتية البدء في الغالب عن طريق تفاعل المحفزات الضوئية المحتوية على الهيدروكسيل (مثل البنزوين، 1173، 184، 2959) مع الأوليغومرات التي تحتوي على مجموعات إيزوسيانات، وبالتالي تطعيم المحفز الضوئي على الأوليغومر لإنشاء محفز ضوئي جزيئي كبير مع مجموعة بدء مدمجة.

مزايا البوليمرات قليلة الوحدات المحفزة للضوء المطعمة:

1. معدل المعالجة الضوئية قريب من معدل معالجة الأوليغومرات التقليدية المقترنة بمحفزات ضوئية جزيئية صغيرة.
2. توافق جيد مع النظام.
3. يقلل بشكل كبير من قدرة المحفز الضوئي على الهجرة.
4. يقلل من إنتاج منتجات التحلل الضوئي الضارة من المحفز الضوئي (مثل البنزالدهيد).
5. إن المحفز الضوئي غير سام وغير ضار، مما يجعله مناسبًا للاستخدام في الطلاءات والأحبار الخاصة بتغليف المواد الغذائية.

تُظهر البيانات أن نواتج تفاعل التطعيم للمُحفزات الضوئية تُقلل بشكل كبير من قدرة أجزاء المُحفز على الهجرة والتسرب، كما تُقلل بشكل ملحوظ من كمية البنزالدهيد المُتولدة في الفيلم المُعالَج. ولذلك، فإن تطعيم المُحفزات الضوئية على الأوليغومرات يُنتج فئة من المُحفزات الضوئية الجزيئية الكبيرة غير السامة وغير الضارة. يُمكن استخدامها في الطلاءات والأحبار الخاصة بتغليف المواد الغذائية والصيدلانية. في عام 2006، أعلنت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) أنه يُمكن استخدام الطلاءات والأحبار المُنتجة باستخدام المُحفزات الضوئية الجزيئية الكبيرة في طباعة تغليف المواد الغذائية والصيدلانية، مما غيّر تمامًا الممارسة السابقة التي كانت تمنع استخدام أحبار وطلاءات الأشعة فوق البنفسجية في هذا المجال، وفتح آفاقًا جديدة لتطبيقات أحبار وطلاءات الأشعة فوق البنفسجية.

3.قليلات الوحدات منخفضة اللزوجة

في أواخر القرن العشرين، ظهرت تقنية جديدة للمواد المعالجة ضوئيًا، وهي الطباعة النفاثة للحبر بالأشعة فوق البنفسجية. تُعدّ الطباعة النفاثة للحبر طريقة طباعة لا تلامسية لا تتطلب ألواح طباعة، حيث تُشكّل الصور عن طريق قذف قطرات الحبر على سطح الطباعة. ومن خلال تحرير الرسومات والنصوص عبر الحاسوب والتحكم في رأس الطباعة لقذف قطرات الحبر بدقة متناهية، تُصبح عملية تصوير رقمية بالكامل. وهي حاليًا من أسرع طرق التصوير الرقمي تطورًا، إذ تُقدّم مزايا الطباعة عند الطلب، والسرعة العالية، والجودة الفائقة، والألوان الزاهية.

المادة الاستهلاكية الرئيسية للطباعة النفاثة للأشعة فوق البنفسجية هي حبر الطباعة النفاثة للأشعة فوق البنفسجية، والذي يتطلب أن يكون للحبر لزوجة منخفضة، وسرعة معالجة عالية، وثبات جيد للصبغة، وعدم وجود ترسبات.