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Polímeros curados por UV

1970
UV-curing machine curing inks in a laboratory, polymer chemistry application.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

A cura UV é um processo fotoquímico rápido onde a alta intensidade 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.

O processo de cura UV baseia-se em uma mistura especialmente formulada contendo monômeros, oligômeros e fotoiniciadores. Monômeros são moléculas pequenas e simples, enquanto oligômeros são cadeias curtas dessas moléculas. Esses componentes formam a estrutura principal do polímero final. O ingrediente chave é o fotoiniciador. Quando exposta à radiação UV de um comprimento de onda e intensidade específicos, a molécula do fotoiniciador absorve um fóton e é promovida a um estado excitado. Em seguida, sofre fragmentação, gerando espécies altamente reativas chamadas radicais livres. Esses radicais livres atacam imediatamente as ligações duplas carbono-carbono nos monômeros e oligômeros, iniciando uma reação em cadeia. Esse processo, conhecido como polimerização por radicais livres, cria rapidamente uma rede polimérica tridimensional altamente reticulada. Toda a conversão do estado líquido para o sólido pode ocorrer em menos de um segundo. As principais vantagens da cura UV em relação à cura térmica tradicional são a rapidez, o baixo consumo de energia (já que não são necessários grandes fornos) e a ausência de compostos orgânicos voláteis (COVs), uma vez que as formulações são tipicamente 100% sólidas. Diferentes fotoiniciadores são sensíveis a diferentes comprimentos de onda UV (UVA, UVB, ou UVV (UV-Visível), permitindo um controle preciso sobre o processo de cura, incluindo a profundidade de cura em revestimentos mais espessos.

UNESCO Nomenclature: 2303
Química

Tipo

Processo Químico

Interrupção

Substancial

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Descoberta da polimerização
  • Compreensão da química dos radicais livres
  • Desenvolvimento de lâmpadas UV de alta intensidade (por exemplo, lâmpadas de vapor de mercúrio)
  • Síntese de moléculas fotoiniciadoras

Aplicações

  • Indústria gráfica (tintas de secagem rápida)
  • revestimentos automotivos (vernizes transparentes resistentes a riscos)
  • odontologia (cura de obturações dentárias)
  • Impressão 3D (estereolitografia)
  • electronics (conformal coatings for circuit boards)
  • esmalte (manicure em gel)

Patentes:

NA

Ideias de Inovação Potencial

  • self-healing coatings where uv light can be used to repair scratches by re-initiating polymerization
  • uv-curable bio-inks for 3d printing living tissues and organs
  • uv-curing adhesives for underwater construction and repair
  • flexible, uv-cured electronic circuits printed on fabric or plastic substrates
  • uv-cured powders for creating textured or functional surfaces in a single step
  • food packaging with uv-cured antimicrobial coatings
  • on-demand, uv-cured resins for prototipagem rápida of optical lenses
  • uv-curing systems for instantly repairing cracks in roads or runways
  • aerospace components made with lightweight, uv-cured composite materials
  • uv-curable inks with embedded data for anti-counterfeiting applications
Relacionado a: cura UV, polimerização, fotoiniciador, radical livre, revestimentos, adesivos, tintas, estereolitografia, ciência dos materiais, fotoquímica.

Contexto histórico

1880
1897
1970
1890
1955
1980

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

10º ano aniversário

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