Фотополимер

Втр, 03/25/2014 - 19:40

С виду компоненты для фотополимерной композиции мало отличаются от обычных «химикатов» — разве что могут иметь специфический запах (в пробирках и колбах — олигоэфиракрилаты ОКМ-2 и ТГМ-3, в баночке — фотоинициатор, в стаканчике — наполнитель аэросил)

Примерно в таком устройстве («фотополимеризатор» или «печь») жидкие композиции превращаются в сверхтвердые эстетичные композиты. А они уже пакуются в симпатичные тюбики (слева) и продаются в стоматклиники

Общий механизм полимеризации фотоотверждаемых композиций (на основе олигоакрилатов)

В основе технологии изготовления штампов и печатей лежит способность фотополимеров менять свои свойства (полимеризоваться) под действием ультрафиолетовых лучей

Фотополимерная печатная форма

-

Фотополимеры — общее название группы полимеров и полимеризационно-способных соединений, отверждение которых осуществляется световым облучением. Они отверждаются светом, при этом не выделяя побочных веществ, не изменяясь визуально (только твердеют) и проявляя завидные прочностные и стойкостные характеристики. К примеру, если прочность при сжатии стандартной эпоксидной пластмассы (одной из наиболее прочных и поэтому применяемых в промышленности и быту) — 140-160 МПа, то прочность фотополимерных композитов — 180-300 МПа, т.е. на 30-80% выше

Термин «фотополимер» традиционно связывают со стоматологами, а также с чем-то инновационным и надежным. Первая волна моды на эти материалы, похоже, прошла, но вскоре, очевидно, сменится второй. Пока сдерживающим фактором выступают дороговизна или неразвитость производства компонентов. Но как не раз было в производстве пластмасс, подобные затруднения иногда решаются одним патентом в течение полугода, после чего идет рост популярности материала.

Теоретические вопросы фотополимеризации композиций изобилуют спецтерминами. Наиболее уместно разделить их на фотосшиваемые и фотополимеризуемые материалы. Фотосшиваемые материалы уже являются полуполимерами (например, эфиры ПВС и коричной кислоты, поливинилциннаматы), для окончательного сшивания которых требуется облучение. Фотополимеризующиеся — как правило, композиции нескольких отверждаемых олигомеров и мономеров, полимеризующихся по классическому механизму при помощи фотоинициаторов или фотоинициируемых групп в своей полимерной цепи.

Механизм фотоинициирования сложен. В двух словах: полимеризация включает фотораспад молекулы инициатора на активные частицы, «нанизывающие» на себя молекулы мономера (олигомера) вплоть до обрыва цепи (например, вследствие встречи с другим радикалом). В распространенном случае, когда мономер (олигомер) многофункционален, рост цепи идет в разных направлениях, и в итоге получается жестко сшитая сетка, в которой «застревают» (эффект клетки) недоотвержденные молекулы и фрагменты. Их можно доотвердить термообработкой, особенно в присутствии термоинициаторов. Если же дополнительных воздействий не осуществлять, предельная степень полимеризации (конверсии) фотополимеров из-за быстрого отвердения на самых начальных стадиях (гелеобразования) колеблется в границах 75-85%. Впоследствии недоотвержденные фрагменты легко вымываются большинством растворителей, и даже водой. Это нехарактерно для других пластмасс, например для полиэпоксидов (даже недоотвержденных), что представляет как достоинство (используется в полиграфии), так и недостаток (для стоматологии) этих материалов.

Первая волна интереса к фотополимерам прошла в середине 20 века, и итогом ее стало окончательное закрепление фотополимерных технологий в двух важных отраслях промышленности — полиграфии и ремонтно-клеевых технологиях.

В быту они стали известны благодаря стоматологам, для которых эти материалы оказались сущей находкой.
Точных цифр и данных о рынке фотополимерной продукции в Украине не так много (возможно, их вообще нет). Предложенный анализ базируется на оценке, зачастую отрывочной и не всегда точной, а также исходя из собственного опыта работы в стоматологической, полиграфической фирмах и исследовательской лаборатории. Одна из причин — компоненты фотополимеров (олигоакрилаты, фотоинициаторы) почти не производятся в Украине (производство ТГМ-3 на донецком «Армопласте» закрыто несколько лет назад). Основные поставки компонентов в 90-х гг. осуществлялись «контрабандой» с российского ФГУП НИИ Полимеров (Дзержинск), а сейчас — из Западной Европы.

Довольно быстро фотополимерные составы научились эффективно наполнять. Сперва это делалось для научного интереса и повышения тиксотропности (способности ко временному затвердеванию). Затем стоматологи обнаружили, что наполненные олигоакрилаты после отверждения имеют очень «зубоподобный» вид, что активизировало физико-механические исследования.

Другие материалы рубрики


  • Около 40 лет назад ученый В. Веселаго предположил, что существуют материалы, у которых показатель преломления имеет отрицательную величину. Световые волны в таком веществе могут передвигаться против движения распространения светового луча и вести себя нестандартно. Линзы, которые изготовлены из такого материала, — иметь чуть ли не волшебные характеристики. Но Веселаго в процессе своей работы и многолетних поисков не обнаружил ни одного вещества, имеющего подходящие электромагнитные свойства, у всех исследованных им материалов показатель преломления оказался положительным. Потому о его идее вскоре забыли. Вспомнили о ней только в начале 21 века.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • ...Теории, которые пытаются объединить все четыре типа взаимодействия, называют «Универсальными теориями», «Теориями всего сущего» или «Теорией великого объединения». Если бы у нас была такая теория, то это бы означало, что человечеству удалось построить замкнутую физическую картину мира, она бы включала в себя все базовые принципы и законы мироздания, и во всей Вселенной уже не было бы того, что мы не можем понять и описать. Эта заветная цель современной физики пока еще далека от того, чтобы быть достигнутой, но уже сейчас делаются попытки построения таких теорий...

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • В 1905 г. Альберт Эйнштейн предложил частную теорию относительности и опроверг представление о свете как о колебаниях гипотетической среды — эфира. Великий физик утверждал, что, в отличие от звуковых, световые волны могут распространяться в вакууме и для их существования не требуется какой-либо материальной среды. Это справедливо и в общей теории относительности, и в квантовой механике. Вплоть до сегодняшнего дня все экспериментальные данные в масштабах от субъядерного до галактического успешно объясняются названными теориями.
    Тем не менее существует серьезная концептуальная проблема: с позиций современной науки общая теория относительности и квантовая механика несовместимы. Гравитация, которую общая теория относительности приписывает искривлению пространственно-временного континуума, никак не вписывается в рамки квантовой механики. Физики сделали лишь небольшой шаг к пониманию сильно искривленной структуры пространства-времени, которая, согласно квантовой механике, должна наблюдаться на чрезвычайно малых расстояниях.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • ...Технология плазменных ускорителей развивается семимильными шагами. Многие принципиальные проблемы уже решены, но создание конкретных устройств пока сопряжено с серьезными трудностями. В частности, инженерам еще предстоит повысить эффективность ускорителя (долю энергии ведущего импульса, которая передается ускоряемым частицам), точность настройки пучков (в точке столкновения они должны быть выровнены с точностью до единиц нанометров) и частоту повторения рабочих циклов (количество импульсов, ускоряемых за единицу времени). Плазменные установки могут ускорять и более тяжелые частицы, например, протоны. Однако тут есть одно важное требование: вводимые частицы должны двигаться почти со скоростью света, чтобы не отстать от плазменной волны. Это означает, что энергия ускоряемых протонов должна быть не меньше нескольких ГэВ...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • Ответ на вопрос, поставленный в заголовке, кажется очень простым... Действительно, стоит взять любую популярную книгу по авиации и даже некоторые издания, претендующие на роль учебника, как сразу натолкнетесь на уже ставшую хрестоматийной притчу о двух частицах воздуха, бегущих в струйках по крылу и встречающихся на задней кромке...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Шаровая молния — светящийся шар, который порой возникает при разряде линейной молнии, — одно из самых загадочных атмосферных явлений. Природа шаровой молнии до сих пор неизвестна, хотя первая научная публикация на эту тему — книга «Гром и молния» известного французского физика и астронома Франсуа Араго — была издана еще в 1838 году. Предлагаемая гипотеза — попытка объяснить механизм образования шаровой молнии на основе физики плазмы и газового разряда.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • Научно-технический прогресс — один из главных рычагов создания материально-технической базы будущего нашей страны, который возможен только на основе своевременного внедрения достижений современной науки путем использования всего арсенала средств, способствующих его ускорению.
    Революционные изменения в технике, на основе обновленных знаний, происходят в последние десятилетия столь стремительно, что часто приходится только удивляться новинкам. Творчество вечно, но, к сожалению, технические идеи часто остаются невостребованными.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • ...В некоторых же отношениях электроны ведут себя подобно волнам. Человеческое воображение бессильно представить нечто такое, что может быть одновременно и волной, и частицей, но само по себе существование дуализма волна-частица, которая называется корпускулярно-волновым дуализмом, не вызывает сомнения. Так, объект, который обычно считают волной, обретает в микромире свойство частицы, например, световая волна, ведет себя подобно потоку частиц, выбивая электроны с поверхности металла (фотоэлектронный эффект). Частицы света называются фотонам, и физики относят их наряду с электронами и кварками к фундаментальным частицам. Наглядно представить волну-частицу невозможно, не стоит и пытаться, потому что в повседневной жизни нет ничего такого, что хотя бы отдаленно напоминало подобную нелепость...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5


  • ...Состояние в сверхпроводнике 1-го рода, когда сверхпроводящие домены соседствуют в материале с нормальными областями, называется промежуточным. Такое состояние может возникать при значениях индукции приложенного поля, лежащих в интервале (1–D)Bc < B < Bc, где размагничивающий фактор D определяется формой образца. Интервал изменения размагничивающего фактора — от нуля (для длинного цилиндра или тонкой пластины в параллельном поле) до единицы (для плоскопараллельной пластины в случае, когда поле приложено перпендикулярно ее поверхности)...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6


  • Известно, что в состав топлива входят такие горючие элементы, как углерод, водород и сера. Поэтому на основе предположения о том, что данные компоненты в топливе имеют вид смеси, можно осуществить подсчёт теплотворной способности данного топлива, как суммы компонентов смеси.