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Polymères à séchage UV

1970
Machine à polymériser les encres par UV dans un laboratoire, application à la chimie des polymères.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

Le durcissement UV est un processus photochimique rapide où une forte intensité ultra-violet 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.

Le procédé de polymérisation UV repose sur un mélange spécialement formulé contenant des monomères, des oligomères et des photo-initiateurs. Les monomères sont de petites molécules simples, tandis que les oligomères sont de courtes chaînes de ces molécules. Ces composants forment le squelette du polymère final. L'ingrédient clé est le photo-initiateur. Exposée à un rayonnement UV d'une longueur d'onde et d'une intensité spécifiques, la molécule de photo-initiateur absorbe un photon et passe à un état excité. Elle se fragmente alors, générant des espèces très réactives appelées radicaux libres. Ces radicaux libres attaquent immédiatement les doubles liaisons carbone-carbone des monomères et des oligomères, amorçant une réaction en chaîne. Ce processus, connu sous le nom de polymérisation radicalaire, crée rapidement un réseau polymère tridimensionnel hautement réticulé. La conversion complète de l'état liquide à l'état solide peut se produire en moins d'une seconde. Les principaux avantages de la polymérisation UV par rapport à la polymérisation thermique traditionnelle sont la rapidité, la faible consommation d'énergie (puisqu'aucun four de grande taille n'est nécessaire) et l'absence de composés organiques volatils (COV), les formulations étant généralement composées à 100 % de matières solides. Différents photo-initiateurs sont sensibles à différentes longueurs d'onde UV (UVA, UVB, ou UVV – UV-Visible), permettant un contrôle précis du processus de durcissement, y compris la profondeur de durcissement dans les revêtements plus épais.

UNESCO Nomenclature: 2303
- Chimie

Taper

Procédé chimique

Perturbation

Substantiel

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • Découverte de la polymérisation
  • Compréhension de la chimie des radicaux libres
  • Développement de lampes UV à haute intensité (par exemple, lampes à vapeur de mercure)
  • Synthèse de molécules photoinitiatrices

Applications

  • industrie de l'impression (encres à séchage rapide)
  • revêtements automobiles (couches transparentes résistantes aux rayures)
  • dentisterie (durcissement des obturations dentaires)
  • Impression 3d (stéréolithographie)
  • electronics (conformal coatings for circuit boards)
  • vernis à ongles (manucures en gel)

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

  • revêtements auto-cicatrisants où la lumière UV peut être utilisée pour réparer les rayures en réinitialisant la polymérisation
  • encres biologiques durcissables aux UV pour l'impression 3D de tissus et d'organes vivants
  • adhésifs durcissant aux UV pour la construction et la réparation sous-marines
  • circuits électroniques flexibles, durcis aux UV, imprimés sur des substrats en tissu ou en plastique
  • poudres durcies aux UV pour créer des surfaces texturées ou fonctionnelles en une seule étape
  • emballage alimentaire avec revêtements antimicrobiens durcis aux UV
  • on-demand, uv-cured resins for prototypage rapide of optical lenses
  • systèmes de durcissement UV pour réparer instantanément les fissures dans les routes ou les pistes
  • composants aérospatiaux fabriqués à partir de matériaux composites légers et durcis aux UV
  • encres UV durcissables avec données intégrées pour les applications anti-contrefaçon
Sujets connexes : polymérisation UV, polymérisation, photo-initiateur, radical libre, revêtements, adhésifs, encres, stéréolithographie, science des matériaux, photochimie.

Contexte historique

1880
1897
1970
1890
1955
1980

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

10e année anniversaire

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