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如何选择合适的UV单体
发布时间：
2025-01-10 17:02
在光固化配方体系中，除了UV树脂及光引发剂外，UV单体也是很重要的组成部分。UV单体不仅仅是调整体系粘度，还能够赋予或改善固化膜不同的性能，如提高附着力、改善柔韧性、增加耐磨等。因此合理的使用各种单体也是配方设计的重要环节。
合理的选择UV单体，应该根据开发项目的所属领域、基材类型以及性能要求，进行综合考虑，尽可能兼顾各方面的要求，巧妙搭配使用各种单体，从而获得最佳的效果。下面介绍在实际应用中选择UV单体所要考虑的一些因素。
一、价格
随着光固化技术的不断进步和市场的日益饱和，原材料供应商如同春笋般涌现，竞争态势愈发激烈。在这种环境下，产能的急剧扩张导致市场供应过剩，价格战愈演愈烈。UV单体的价格影响其在配方体系中所占比例的大小，从而影响成品在市场的售价及利润，也就是影响该成品最终的市场竞争力。在今年这样一个内卷严重的环境下，价格已经成为选择UV单体时第一个要考虑的因素。
二、气味及刺激性
随着人们环保意识的增强，对配方产品的气味和刺激性要求也越来越高。不同的UV单体，因为化学结构不同，其气味和刺激性也有一定的差异。一般来说分子量较小的UV单体气味较大，当然这也不是绝对的；UV单体的气味和刺激性是通过其蒸汽发生作用的，我们应该从蒸汽压的大小去判断，蒸汽压越大表明该UV单体越易挥发，当在空气中达到一定的浓度以后，就会对皮肤、眼睛等敏感部位引起不适。
通常情况下，UV单体的气味和刺激性排行如下：单官能团>双官能团>多官能团。
在UV单体的生产过程中，通过优化工艺，比如进行乙氧化、丙氧化改性，可以降低单体的气味和刺激性。
甲基丙烯酸酯类单体比丙烯酸酯类单体的气味和刺激性都要小，在一些对气味和刺激性要求严格的领域，比如甲油胶，通常选择HEMA和HPMA作为活性稀释剂使用。
三、粘度和稀释性
UV单体在配方中的主要作用就是降低体系粘度，如果某一UV单体有较强的降低粘度的能力，则可使其在配方中的用量达到最低，这样可使配方的主体：UV树脂对固化膜性能的影响得到最大挥发。应该注意的是，低粘度的单体未必降低粘度的能力就强。即使是同一单体，在不同的配方体系中，其稀释能力往往也不尽相同。对于高粘度的单体一般少用于降低粘度用，通常用于改善固化膜的其它性能。
四、反应活性
UV单体在配方中另一个作用就是影响体系的固化速度。如果某一UV单体的反应活性越高，那么其对整个配方体系的固化促进作用就越大。应该注意的是，UV单体的双键含量与反应活性并不是完全成正比的关系。在之前视频提到的几大官能团的分类中，（甲基）丙烯酸酯类单体的反应活性是最高的，其中丙烯酸酯类单体的活性又高于甲基丙烯酸酯类，这是因为甲基丙烯酸酯双键上甲基的电子效应及位阻导致其活性下降。单官能团UV单体虽然聚合速率较低，但只要给予足够长的能量，其最终聚合转化率往往可以达到80-90%以上。而多官能团UV单体光聚合速率虽然比较高，但最终反应性基团的残留量可能也较高。
五、固化收缩率
自由基体系在光固化过程中通常会伴随着体积的收缩，这是因为固化过程中双键转化为单键，导致总体上原子之间的距离缩短。在多数应用场景下，收缩都是一个不利因素。在金属、玻璃、塑胶等基材上涂布固化时，固化收缩大会导致粘附性变差。对于软基材上的应用，如纸张、薄膜的涂布，固化时的收缩将导致基材卷皱。
UV单体的官能度越高，参与固化反应的双键就越多，其收缩性就越大。在热固化配方体系中，固化过程中产生的应力有足够的时间消除，因此附着力较好。而光固化的速度远比热固化快，固化时产生的应力来不及释放，从而影响其对基材的附着性能。
六、表面张力
表面张力是影响光固化体系性能的一个重要因素。涂料、油墨的润湿性、粘附性、渗透性和流平性均与表面张力有关。低表面张力的液体可以在高润湿能的表面上润湿及铺展；相反，液体表面张力大于基材的润湿能时，则不能有效的润湿和铺展。选择表面张力合适的单体作为活性稀释剂，是调节体系表面张力的有效手段之一。
在实际应用过程中，应根据开发项目所需要的粘度、固化速率、附着力、固化膜的物理力学性能进行综合考虑分析，如果单一的单体不能满足以上要求，那么要选择两种或两种以上不同官能团的单体进行搭配使用，从而获得综合性能最佳的光固化产品配方。
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