โอลิโกเมอร์ประสิทธิภาพสูงพิเศษ

1.โอลิโกเมอร์แบบดูอัลคิวร์

หากโอลิโกเมอร์ประกอบด้วยหมู่ฟังก์ชันที่ออกฤทธิ์ในการบ่มสองประเภทที่แตกต่างกัน เช่น หมู่แอคริเลตที่สามารถบ่มด้วยอนุมูลอิสระได้ และหมู่ฟังก์ชันอื่นที่สามารถบ่มด้วยแสงประจุบวก การบ่มด้วยความชื้น การบ่มด้วยไฮดรอกซิล หรือการบ่มด้วยความร้อน โอลิโกเมอร์นั้นจะเรียกว่าโอลิโกเมอร์แบบบ่มคู่ (dual-cure oligomer)

โดยใช้เรซินอีพอกซีบิสฟีนอลเอและกรดอะคริลิกในปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันแบบเปิดวงแหวน [กลุ่มอีพอกซี : กลุ่มคาร์บอกซิล = (1.5 ~ 2.0) : 1 อัตราส่วนโมล] จะได้เรซินอีพอกซีอะคริเลตที่มีกลุ่มอีพอกซี กลุ่มอะคริลิกสามารถเกิดพอลิเมอไรเซชันแบบอนุมูลอิสระได้ ในขณะที่กลุ่มอีพอกซีสามารถเกิดพอลิเมอไรเซชันด้วยแสงแบบประจุบวกหรือการบ่มด้วยความร้อนได้ ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่ามีปฏิสัมพันธ์ภายในโมเลกุลระหว่างกลุ่มฟังก์ชันที่ออกฤทธิ์ทั้งสองนี้ ซึ่งสามารถส่งเสริมความคืบหน้าของทั้งพอลิเมอไรเซชันแบบอนุมูลอิสระและแบบประจุบวกด้วยแสงได้อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยาและอัตราการแปลงขั้นสุดท้ายอย่างมีนัยสำคัญ ในขณะเดียวกันก็ลดการยับยั้งของออกซิเจนลงอย่างมาก ฟิล์มที่บ่มแล้วซึ่งเกิดจากโอลิโกเมอร์แบบบ่มคู่แสดงคุณสมบัติทางกลที่ดีกว่า

โดยการทำปฏิกิริยาระหว่างเฮกซาเมทิลีนไดไอโซไซยาเนตกับ N,N-บิส(3-อะมิโนโพรพิลไตรเอทอกซีไซเลน) ตามด้วยการทำปฏิกิริยากับไฮดรอกซีเอทิลอะคริเลต จะได้โพลียูรีเทนอะคริเลตชนิดซิลิออกเซนที่มีคุณสมบัติการบ่มแบบคู่ทั้งการบ่มด้วยแสงแบบอนุมูลอิสระและการบ่มด้วยความชื้น ซึ่งสามารถนำไปใช้ในการเคลือบผิวแบบคอนฟอร์มอลที่บ่มด้วยแสงได้

การสังเคราะห์เรซินฟีนอลอีพอกซีอะคริเลตที่มีหมู่ฟังก์ชันอีพอกซี ส่งผลให้ได้วัสดุที่มีฟังก์ชันการบ่มแบบคู่ ทั้งการบ่มด้วยแสงแบบอนุมูลอิสระและการบ่มด้วยความร้อน ซึ่งสามารถนำไปใช้ในสารต้านทานการบัดกรีที่สร้างภาพได้ด้วยแสง

2.โอลิโกเมอร์ที่เริ่มต้นเองได้

โอลิโกเมอร์ที่มีฟังก์ชันการเริ่มต้นปฏิกิริยาด้วยตนเองมีอยู่สองประเภท:

1. โอลิโกเมอร์นั้นมีคุณสมบัติในการเริ่มต้นปฏิกิริยาด้วยแสงอยู่แล้ว ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องเติมสารเริ่มต้นปฏิกิริยาด้วยแสงเพิ่มเติมในสูตรมากนัก หรืออาจไม่จำเป็นเลยก็ได้
2. มีการใส่หมู่ที่ทำให้เกิดปฏิกิริยาด้วยแสงเข้าไปในโอลิโกเมอร์ ทำให้มันกลายเป็นสารที่ทำให้เกิดปฏิกิริยาด้วยแสงระดับโมเลกุลขนาดใหญ่ ซึ่งทำหน้าที่ทั้งเป็นโอลิโกเมอร์และเป็นสารที่ทำให้เกิดปฏิกิริยาด้วยแสงในสูตรผสม

โอลิโกเมอร์ชนิดเริ่มต้นปฏิกิริยาเองได้ชนิดแรกเป็นผลิตภัณฑ์ใหม่ที่พัฒนาโดยบริษัทแอชแลนด์ของสหรัฐอเมริกา เตรียมได้จากปฏิกิริยาการเติมแบบไมเคิลระหว่างเอสเทอร์อะคริเลตที่มีหมู่ฟังก์ชันหลายหมู่และเบต้า-คีโตเอสเทอร์ (เช่น เอทิลอะซีโตอะซิเตต อัลลิลอะซีโตอะซิเตต และ 2-อะซีโตอะซีทอกซีเอทิลเมทาคริเลต) คาร์บอนเมทิลีนที่ว่องไวในเบต้า-คีโตเอสเทอร์จะสร้างพันธะโควาเลนต์ใหม่กับคาร์บอนปลายสุดของพันธะคู่คาร์บอน-คาร์บอนของอะคริเลต หมู่คาร์บอนิลในเบต้า-คีโตเอสเทอร์เชื่อมต่อกับอะตอมคาร์บอนที่ถูกแทนที่อย่างสมบูรณ์ พันธะนี้ไม่เสถียรภายใต้แสงอัลตราไวโอเลต หลังจากดูดซับแสง UV แล้ว พันธะจะแตกตัวได้ง่าย ทำให้เกิดอนุมูลอิสระอะซิทิลและอนุมูลอิสระโมเลกุลขนาดใหญ่อีกตัวหนึ่ง จึงทำให้เกิดความสามารถในการเริ่มต้นปฏิกิริยาเองได้

ดังนั้น ในสารเคลือบยูวี หมึกพิมพ์ และกาวที่ผสมด้วยโอลิโกเมอร์ที่เริ่มต้นปฏิกิริยาได้เอง จึงไม่จำเป็นต้องใช้สารเริ่มต้นปฏิกิริยาด้วยแสงเพิ่มเติม หรืออาจไม่จำเป็นเลย ซึ่งจะช่วยหลีกเลี่ยงปัญหาต่างๆ เช่น กลิ่น การเหลือง การผสมยาก การตกตะกอน การเคลื่อนย้าย และต้นทุนสูงที่เกี่ยวข้องกับการเติมสารเริ่มต้นปฏิกิริยาด้วยแสงแบบดั้งเดิม

นอกจากนี้ ยังสามารถเตรียมโอลิโกเมอร์ที่เริ่มต้นปฏิกิริยาได้เองผ่านปฏิกิริยาระหว่างเอสเทอร์อะคริเลตชนิดต่างๆ กับตัวให้ไมเคิลชนิดต่างๆ ซึ่งจะก่อให้เกิดผลิตภัณฑ์หลายชนิด

ประเภทของอะคริเลต ได้แก่ อะคริเลต อีพอกซีอะคริเลต โพลียูรีเทนอะคริเลต โพลีเอสเตอร์อะคริเลต ซิลิโคนอะคริเลต เมลามีนอะคริเลต เพอร์ฟลูออโรอะคริเลต ฟูมาเรต และมาเลเอต สารให้หมู่ไมเคิล ได้แก่ เบต้า-คีโตเอสเทอร์ เบต้า-ไดคีโตน เบต้า-คีโตเอไมด์ เบต้า-คีโตอะนิลิด และอื่นๆ หมู่ R' ในสารให้หมู่ไมเคิลอาจเป็นหมู่ฟังก์ชันหรือหมู่ที่ทำให้เกิดการบ่มสองขั้นตอนก็ได้

โอลิโกเมอร์ชนิดเริ่มต้นปฏิกิริยาด้วยตนเองแบบที่สองส่วนใหญ่เตรียมได้จากการทำปฏิกิริยาของสารเริ่มต้นปฏิกิริยาด้วยแสงที่มีหมู่ไฮดรอกซิล (เช่น เบนโซอิน 1173, 184, 2959) กับโอลิโกเมอร์ที่มีหมู่ไอโซไซยาเนต ซึ่งจะทำให้สารเริ่มต้นปฏิกิริยาด้วยแสงเชื่อมติดกับโอลิโกเมอร์เพื่อสร้างสารเริ่มต้นปฏิกิริยาด้วยแสงระดับมหภาคที่มีหมู่เริ่มต้นปฏิกิริยาในตัว

ข้อดีของโอลิโกเมอร์โฟโตอินิซิเอเตอร์แบบกราฟต์:

1. อัตราการบ่มด้วยแสงใกล้เคียงกับอัตราการบ่มด้วยแสงของโอลิโกเมอร์แบบดั้งเดิมที่ผสมกับสารเริ่มต้นปฏิกิริยาด้วยแสงโมเลกุลขนาดเล็ก
2. ใช้งานร่วมกับระบบได้ดี
3. ช่วยลดความสามารถในการเคลื่อนย้ายของสารกระตุ้นปฏิกิริยาด้วยแสงได้อย่างมีนัยสำคัญ
4. ช่วยลดการเกิดผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวด้วยแสงที่เป็นอันตรายจากสารเริ่มต้นปฏิกิริยาด้วยแสง (เช่น เบนซาลดีไฮด์)
5. สารกระตุ้นปฏิกิริยาด้วยแสงนั้นไม่เป็นพิษและไม่เป็นอันตราย จึงเหมาะสำหรับใช้ในสารเคลือบและหมึกพิมพ์สำหรับบรรจุภัณฑ์อาหาร

ข้อมูลแสดงให้เห็นว่า ผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาการเชื่อมต่อของสารเริ่มต้นปฏิกิริยาด้วยแสง ช่วยลดความสามารถในการเคลื่อนย้ายและการชะล้างของชิ้นส่วนสารเริ่มต้นปฏิกิริยาได้อย่างมาก และปริมาณเบนซาลดีไฮด์ที่เกิดขึ้นในฟิล์มที่ผ่านการบ่มก็ลดลงอย่างมีนัยสำคัญเช่นกัน ดังนั้น การเชื่อมต่อสารเริ่มต้นปฏิกิริยาด้วยแสงเข้ากับโอลิโกเมอร์ จึงเป็นการสร้างสารเริ่มต้นปฏิกิริยาด้วยแสงระดับโมเลกุลขนาดใหญ่ชนิดใหม่ ซึ่งปลอดสารพิษและไม่เป็นอันตราย สามารถนำไปใช้ในสารเคลือบและหมึกพิมพ์สำหรับบรรจุภัณฑ์อาหารและยาได้ ในปี 2549 องค์การอาหารและยาของสหรัฐอเมริกา (FDA) ได้ประกาศว่า สารเคลือบและหมึกพิมพ์ยูวีที่ผลิตโดยใช้สารเริ่มต้นปฏิกิริยาด้วยแสงระดับโมเลกุลขนาดใหญ่ สามารถใช้ในการพิมพ์บรรจุภัณฑ์อาหารและยาได้ ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงแนวทางปฏิบัติเดิมที่หมึกพิมพ์และสารเคลือบยูวีไม่สามารถใช้กับบรรจุภัณฑ์อาหารและยาได้อย่างสิ้นเชิง และเปิดโอกาสใหม่สำหรับการใช้งานหมึกพิมพ์และสารเคลือบยูวี

3.โอลิโกเมอร์ความหนืดต่ำ

ในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 เทคโนโลยีใหม่สำหรับการพิมพ์วัสดุที่ไวต่อแสงได้ถือกำเนิดขึ้น นั่นคือ การพิมพ์อิงค์เจ็ทยูวี การพิมพ์อิงค์เจ็ทเป็นวิธีการพิมพ์แบบไม่สัมผัสที่ไม่ต้องใช้แผ่นพิมพ์ โดยจะสร้างภาพด้วยการพ่นหยดหมึกไปยังวัสดุพิมพ์ ด้วยการแก้ไขกราฟิกและข้อความผ่านคอมพิวเตอร์และการควบคุมหัวพิมพ์ให้พ่นหยดหมึกอย่างแม่นยำ ทำให้เป็นกระบวนการสร้างภาพดิจิทัลอย่างสมบูรณ์ ปัจจุบันเป็นหนึ่งในวิธีการสร้างภาพดิจิทัลที่พัฒนาเร็วที่สุด โดยมีข้อดีคือ การพิมพ์ตามความต้องการ ความเร็วสูง คุณภาพสูง และสีสันสดใส

วัสดุสิ้นเปลืองหลักสำหรับการพิมพ์อิงค์เจ็ทยูวีคือหมึกอิงค์เจ็ทยูวี ซึ่งต้องมีคุณสมบัติความหนืดต่ำ ความเร็วในการแห้งสูง ความเสถียรของสีที่ดี และไม่เกิดการตกตะกอน