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


  • 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


  • ...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


  • ...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


  • Как родилась и эволюционирует наша Вселенная? Почему кольца Сатурна такие тонкие, но протяженные? Почему активность Солнца изменяется периодически с периодом около 11 лет? Что вызвало гибель динозавров? Отчего нас так пугают ослепительные вспышки молний, оглушительные удары грома, неистовые землетрясения, разбушевавшиеся вулканы? Отчего во время шторма возникает «девятый вал»? Почему цунами — столь грозная стихия? Почему рельеф снежных заносов волнистый? Почему у ягуара тело пятнистое, а хвост полосатый? И что объединяет эти совершенно не связанные между собой явления? Оказывается, все они — результат нелинейности.



  • Очевидные успехи в развитии науки и техники в XIX и ХХ веках вызвало в мировом общественном сознании некую эйфорию, уверенность в том, что человек стал властелином Природы, что его знания об устройстве окружающего Мира почти абсолютны, что человек может все. И действительно, изобретение в конце 18 века паровой машины существенно изменило жизнь общества, в значительной мере освободив его от утомительного физического труда, заложило основы современной промышленности и транспорта. Постулирование Исааком Ньютоном на рубеже 17 и 18 веков его трех принципов движения материальных тел и закона всемирного тяготения, создание начал дифференциального исчисления вызвало к жизни целый ряд научных открытий. Трудами нескольких поколений ученых в 18-19 столетиях была построена научная дисциплина, очертившая основы машиностроительной и технологической культуры нашей цивилизации, называемая сегодня теоретической механикой. Далее последовали фундаментальные открытия в области астрономии, физики, химии, получившие выход в различные области технических приложений — металлургию, строительство, транспорт, химическое производство, энергетику, судостроение, электротехнику, проводную и беспроводную связь, военное дело. Быстро развивались биология и медицина.

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


  • Полное отсутствие проводов у электробытовых приборов и доступ к электроэнергии в любой точке земного шара без ограничений, в требуемом количестве — имея при себе лишь передатчик размером со спичечный коробок…

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • ...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


  • 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


  • 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.



  • 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