F'sistemi ta 'manifattura ta' addittivi tal-fotopolimeru, il-metodu ta 'sintesi tar-reżini 3D jiddetermina direttament l-imġieba tat-tqaddid tagħhom, il-proprjetajiet mekkaniċi, u x-xenarji applikabbli. Bħala materjal polimeru b'polimerizzazzjoni fotosensittiva bħala l-mekkaniżmu ewlieni tiegħu, il-proċess ta 'preparazzjoni tiegħu mhuwiex biss reazzjoni kimika bejn il-monomeri iżda wkoll proċess ta' kostruzzjoni preċiża ta 'struttura molekulari u regolamentazzjoni tal-prestazzjoni mfassla għall-ħtiġijiet tal-applikazzjoni. Mill-prinċipju tas-sinteżi għall-kontroll tal-proċess, kull pass irid iqis l-effiċjenza tar-reazzjoni, l-istabbiltà tal-prodott, u l-kompatibilità ma 'applikazzjonijiet finali, u b'hekk jiffurmaw mogħdija ta' preparazzjoni sistematika.
Il-qalba tal-prinċipju tas-sinteżi tinsab fil-polimerizzazzjoni radikali ħielsa jew katjonika. Ir-reżini 3D mainstream huma bbażati fuq monomeri tal-akrilat, u jiksbu tqaddid rapidu permezz ta 'polimerizzazzjoni radikali ħielsa. L-essenza tar-reazzjoni hija li l-photoinitiator jiddekomponi taħt dawl ta 'wavelength speċifiku biex jiġġenera radikali ħielsa, li jattakkaw ir-rabtiet doppji ta' l-akrilat, li jibdew tkabbir tal-katina u cross-linking, fl-aħħar mill-aħħar jiffurmaw struttura ta 'netwerk tridimensjonali. Għal reżini epossidiċi, spiss tintuża polimerizzazzjoni katjonika. Il-protoni jew l-aċidi Lewis iġġenerati mid-dekompożizzjoni tal-fotoinizjatur jattivaw il-gruppi epossidiċi, u jiksbu tnaqqis baxx u tqaddid fil-fond, iżda r-rata ta 'reazzjoni hija relattivament bil-mod. L-għażla tar-rotta sintetika tiddependi primarjament fuq il-prestazzjoni fil-mira: is-sistemi tal-akrilat huma preferuti għal ebusija għolja u tqaddid mgħaġġel; Sistemi epossidiċi, jew kopolimerizzazzjoni bl-akrilati, huma favoriti għal tnaqqis baxx u reżistenza għas-sħana, li jimmiraw għal prestazzjoni bilanċjata.
Il-kostruzzjoni tas-sinsla tal-monomeru u tar-reżina hija l-ewwel pass fis-sintesi. Ir-reżini tal-matriċi użati b'mod komuni jinkludu akrilati epossidiċi, akrilati tal-polyurethane, u akrilati tal-poliester, li l-preparazzjoni tagħhom ħafna drabi tgħaqqad is-sintesi tal-prepolimeru mal-modifika tal-monomeru. Pereżempju, is-sinteżi tal-akrilati tal-polyurethane tipikament tuża isocyanates (bħal HDI u TDI) u akrilati li fihom hydroxyl-(bħal HEA u HPA) bħala materja prima, li jiffurmaw prepolimeru li jkun fih segmenti tal-urethane flessibbli permezz ta 'polimerizzazzjoni gradwali, u mbagħad tintroduċi grupp ta' ritratti ta 'l-impartar tal-istampa. Dan il-proċess jeħtieġ kontroll strett tal-proporzjon molari ta 'isocyanate għal gruppi hydroxyl, it-temperatura ta' reazzjoni (ġeneralment 60 grad ~ 80 grad), u atmosfera inerta (protezzjoni min-nitroġenu) biex jipprevjenu reazzjonijiet sekondarji bħall-formazzjoni ta 'bonds jew ġellijiet ta' l-urea, u biex tiġi żgurata distribuzzjoni uniformi tal-piż molekulari. L-akrilati tal-poliester huma prodotti bl-esterifikazzjoni tal-polyols (bħal ethylene glycol u propylene glycol) b'aċidi polycarboxylic (bħal phtalic anhydride u aċidu adipiku) biex jiffurmaw poliesteri, li mbagħad jirreaġixxu b'aġenti esterifikanti tal-akrilat (bħal aċidu akriliku u aċidu metakriliku doppju) biex jintroduċu. Il-viskożità u l-flessibilità tagħhom jistgħu jiġu aġġustati mill-proporzjon tal-alkoħol-aċidu u t-tul tal-katina.
L-introduzzjoni u l-kontroll tal-fotoinizjaturi huma passi kruċjali fis-sintesi. Fotoinizjaturi radikali ħielsa (bħal 1173, 819, u TPO) jeħtieġ li jiġu miżjuda fl-istadji aktar tard tas-sintesi tar-reżina jew waqt il-formulazzjoni, miksuba permezz ta 'taħlit fiżiku. Madankollu, huwa essenzjali li tiġi żgurata l-kompatibilità tagħhom mar-reżina tal-matriċi-kompatibilità fqira tista' twassal għal separazzjoni tal-fażijiet jew kura irregolari. Għal rekwiżiti speċjali (bħal tqaddid fil-fond u riħa baxxa), fotoinizjaturi jistgħu jiġu mlaqqma fuq is-sinsla tar-reżina biex jiffurmaw fotoinizjaturi makromolekulari, li jtejjeb il-kompatibilità u jnaqqas il-migrazzjoni. Fotoinizjaturi katjoniċi (bħal melħ tal-jodonju u melħ tat-tiodonju) jeħtieġ li jkunu ko-iddisinjati mal-grupp epoxy matul is-sintesi biex jiżguraw attivazzjoni effettiva tal-grupp epoxy taħt irradjazzjoni ħafifa, filwaqt li tiġi evitata diżattivazzjoni prematura minħabba reazzjoni ma 'impuritajiet alkalini fis-sistema.
L-integrazzjoni u l-post{0}}modifika ta' addittivi funzjonali jagħtu r-reżini bi proprjetajiet differenti. L-addittivi miżjuda fl-aħħar stadji tas-sinteżi jew tal-formulazzjoni jinkludu aġenti ta' livellar (bħal organosilicones u fluorocarbons), defoamers (bħal polyether-siloxanes modifikati), inibituri tal-polimerizzazzjoni (bħal p-hydroxyanisole), u modifikaturi funzjonali (bħal monomeri reżistenti għas-sħana-u partiċelli reżistenti għas-sħana). Għal reżini li jistgħu jinħaslu, jeħtieġ li titjieb is-solubilità fl-ilma permezz tal-kopolimerizzazzjoni ta 'monomeri idrofiliċi (bħall-introduzzjoni ta' hydroxyethyl acrylates) jew modifika tat-tilqim (bħal introduzzjoni ta 'segmenti tal-polyethylene glycol fuq is-sinsla tar-reżina); għal reżini flessibbli, il-modulu jitnaqqas billi jiżdied il-proporzjon ta 'gruppi alkil-katina twila jew segmenti flessibbli (bħal polybutadiene). Modifiki bħal dawn jeħtieġu kontroll preċiż tal-kundizzjonijiet ta 'reazzjoni matul is-sintesi biex tiġi evitata ħsara lill-istruttura fotosensittiva oriġinali jew li tikkawża runaway tal-viskożità.
Il-punti ewlenin ta' kontroll fil-proċess ta' sinteżi huma kruċjali matul. Rigward il-kontroll tat-temperatura, il-polimerizzazzjoni radikali ħielsa hija eżotermika b'mod sinifikanti, li teħtieġ sistema ta 'tkessiħ biex iżżomm temperatura ta' reazzjoni stabbli (tipikament ma taqbiżx id-90 grad) biex tipprevjeni polimerizzazzjoni splussiva. Atmosfera inerta (nitroġenu jew argon) telimina l-effett tat-tifi tal-ossiġnu fuq radikali ħielsa, u ttejjeb ir-rata ta 'konverżjoni. Il-ħin tar-reazzjoni għandu jiġi ddeterminat ibbażat fuq l-attività tal-monomeru u l-monitoraġġ tar-rata ta 'konverżjoni (eż., it-traċċar FTIR tal-għejbien tal-ogħla bond doppju) biex tiġi evitata polimerizzazzjoni baxxa jew polimerizzazzjoni żejda. Passi ta' purifikazzjoni (eż. distillazzjoni bil-vakwu, evaporazzjoni ta' film irqiq-) ineħħu monomeri, residwi ta' katalizzatur, u oligomeri li ma rreaġixxewx, u jiżguraw il-purità tar-reżina u l-istabbiltà tal-ħażna.
B'mod ġenerali, il-metodu ta 'sintesi tar-reżini 3D huwa integrazzjoni profonda ta' disinn molekulari, inġinerija ta 'reazzjoni u regolazzjoni tal-prestazzjoni: qafas bażiku huwa mibni billi jintgħażlu mekkaniżmi ta' polimerizzazzjoni u tipi ta 'monomeri; fotosensittività u proprjetajiet funzjonali huma introdotti permezz ta 'sinteżi u modifika preċiżi tal-prepolimeru; u l-adattament tal-proċess u l-espansjoni tal-applikazzjoni jinkisbu permezz tal-integrazzjoni tal-addittivi. Bl-iżvilupp tat-teknoloġija tal-fotopolimerizzazzjoni, il-metodi ta 'sinteżi qed jevolvu lejn konsum baxx ta' enerġija, kontrollabbiltà għolja, u ekoloġizzazzjoni (bħal sostituzzjoni ta 'monomeru bbażat fuq bijo-u sinteżi ħielsa-solvent-), jipprovdu triq aktar effiċjenti għall-preparazzjoni ta' reżini 3D multifunzjonali ta' -prestazzjoni għolja u tisħiħ kontinwu u innovattiv tal-iżvilupp tal-manifattura innovattiv.
