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Polímeros de curado UV

1970
Máquina de curado UV que cura tintas en un laboratorio, aplicación de química de polímeros.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

El curado UV es un proceso fotoquímico rápido donde se utiliza luz de alta intensidad. ultravioleta light is used to instantly cure or dry inks, coatings, and adhesives. The UV energy triggers photoinitiators within the liquid formulation, which then start a polymerization reaction that cross-links the molecules, converting the liquid into a solid in a fraction of a second. Cross-linked acrylic polymers have many applications, among them the sodium polyacrylate uses in diapers and soil conditioners. Whether a sodium polyacrylate biodegradable version can be made without losing absorbency is still a research question.

El proceso de curado UV se basa en una mezcla especialmente formulada que contiene monómeros, oligómeros y fotoiniciadores. Los monómeros son moléculas pequeñas y simples, mientras que los oligómeros son cadenas cortas de estas moléculas. Estos componentes forman la estructura principal del polímero final. El ingrediente clave es el fotoiniciador. Al exponerse a la radiación UV de una longitud de onda e intensidad específicas, la molécula del fotoiniciador absorbe un fotón y pasa a un estado excitado. A continuación, se fragmenta, generando especies altamente reactivas llamadas radicales libres. Estos radicales libres atacan inmediatamente los enlaces dobles carbono-carbono de los monómeros y oligómeros, iniciando una reacción en cadena. Este proceso, conocido como polimerización por radicales libres, crea rápidamente una red polimérica tridimensional altamente reticulada. La conversión completa de líquido a sólido puede ocurrir en menos de un segundo. Las principales ventajas del curado UV sobre el curado térmico tradicional son la velocidad, el bajo consumo de energía (ya que no se necesitan hornos grandes) y la ausencia de compuestos orgánicos volátiles (COV), puesto que las formulaciones suelen ser 100 % sólidas. Los diferentes fotoiniciadores son sensibles a diferentes longitudes de onda UV (UVA, UVB, o UVV (UV-Visible), lo que permite un control preciso del proceso de curado, incluida la profundidad de curado en recubrimientos más gruesos.

UNESCO Nomenclature: 2303
- Química

Tipo

Proceso químico

Ruptura

Sustancial

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Descubrimiento de la polimerización
  • Comprensión de la química de radicales libres
  • Desarrollo de lámparas UV de alta intensidad (por ejemplo, lámparas de vapor de mercurio)
  • Síntesis de moléculas fotoiniciadoras

Aplicaciones

  • Industria de la impresión (tintas de secado rápido)
  • Recubrimientos para automóviles (barnices resistentes a los arañazos)
  • odontología (curación de empastes dentales)
  • impresión 3d (estereolitografía)
  • electronics (conformal coatings for circuit boards)
  • esmalte de uñas (manicura en gel)

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

  • Recubrimientos autocurativos donde se puede usar luz ultravioleta para reparar rayones reiniciando la polimerización.
  • Tintas biológicas curables por UV para la impresión 3D de tejidos y órganos vivos
  • Adhesivos de curado UV para construcción y reparación submarina
  • Circuitos electrónicos flexibles curados con luz ultravioleta impresos sobre sustratos de tela o plástico
  • Polvos curados con UV para crear superficies texturizadas o funcionales en un solo paso
  • Envases de alimentos con recubrimientos antimicrobianos curados con luz ultravioleta
  • on-demand, uv-cured resins for creación rápida de prototipos of optical lenses
  • Sistemas de curado UV para reparar instantáneamente grietas en carreteras o pistas
  • Componentes aeroespaciales fabricados con materiales compuestos ligeros curados con luz ultravioleta.
  • Tintas curables por UV con datos integrados para aplicaciones anti-falsificación
Relacionado con: curado UV, polimerización, fotoiniciador, radical libre, recubrimientos, adhesivos, tintas, estereolitografía, ciencia de los materiales, fotoquímica.

Contexto histórico

1880
1897
1970
1890
1955
1980

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

décimo año aniversario

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