การเตรียมอีพ็อกซีอะคริเลตที่มีความหนืดต่ำและความยืดหยุ่นสูง และการประยุกต์ใช้ในสารเคลือบที่บ่มด้วยรังสียูวี

นักวิจัยพบว่าการดัดแปลงอีพ็อกซีอะคริเลต (EA) ด้วยสารตัวกลางที่มีหมู่คาร์บอกซิลเป็นส่วนปลาย จะช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นของฟิล์มและลดความหนืดของเรซิน นอกจากนี้ การศึกษายังพิสูจน์ได้ว่าวัตถุดิบที่ใช้มีราคาไม่แพงและหาได้ง่าย

อีพ็อกซีอะคริเลต (EA) เป็นโอลิโกเมอร์ที่บ่มด้วยรังสียูวีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในปัจจุบัน เนื่องจากมีเวลาในการบ่มสั้น ความแข็งของสารเคลือบสูง คุณสมบัติทางกลที่ดีเยี่ยม และความเสถียรทางความร้อน เพื่อแก้ปัญหาความเปราะสูง ความยืดหยุ่นต่ำ และความหนืดสูงของ EA จึงได้มีการเตรียมโอลิโกเมอร์อีพ็อกซีอะคริเลตที่บ่มด้วยรังสียูวีที่มีความหนืดต่ำและความยืดหยุ่นสูง และนำไปประยุกต์ใช้ในการเคลือบที่บ่มด้วยรังสียูวี โดยใช้สารตัวกลางที่มีหมู่คาร์บอกซิลเป็นปลายสุด ซึ่งได้จากปฏิกิริยาระหว่างแอนไฮไดรด์และไดออล มาปรับปรุง EA เพื่อเพิ่มความยืดหยุ่นของฟิล์มที่บ่มแล้ว และสามารถปรับความยืดหยุ่นได้โดยการปรับความยาวของโซ่คาร์บอนของไดออล

เนื่องจากคุณสมบัติที่โดดเด่น เรซินอีพ็อกซีจึงถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมการเคลือบผิวอย่างแพร่หลายมากกว่าสารยึดเกาะประเภทอื่นๆ เกือบทั้งหมด ในหนังสืออ้างอิงเล่มใหม่ “Epoxy Resins” ผู้เขียน Dornbusch, Christ และ Rasing ได้อธิบายพื้นฐานทางเคมีของกลุ่มอีพ็อกซี และใช้สูตรเฉพาะเพื่ออธิบายการใช้เรซินอีพ็อกซีและฟีนอกซีในการเคลือบผิวทางอุตสาหกรรม ซึ่งรวมถึงการป้องกันการกัดกร่อน การเคลือบพื้น การเคลือบผง และการเคลือบภายในกระป๋อง

ความหนืดของเรซินลดลงโดยการแทนที่ E51 บางส่วนด้วยไบนารีไกลซิดิลอีเทอร์ เมื่อเปรียบเทียบกับ EA ที่ไม่ได้ดัดแปลง ความหนืดของเรซินที่เตรียมในงานวิจัยนี้ลดลงจาก 29,800 เป็น 13,920 mPa·s (25°C) และความยืดหยุ่นของฟิล์มที่แข็งตัวแล้วเพิ่มขึ้นจาก 12 เป็น 1 มม. เมื่อเปรียบเทียบกับ EA ที่ดัดแปลงแล้วซึ่งมีจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ วัตถุดิบที่ใช้ในงานวิจัยนี้มีต้นทุนต่ำและหาได้ง่าย โดยมีอุณหภูมิปฏิกิริยาต่ำกว่า 130°C ใช้กระบวนการสังเคราะห์ที่เรียบง่าย และไม่มีตัวทำละลายอินทรีย์

งานวิจัยนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Journal of Coatings Technology and Research ฉบับที่ 21 ในเดือนพฤศจิกายน ปี 2023