МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИХ И ДЕКОРАТИВНЫХ СВОЙСТВ ФОТОПОЛИМЕРИЗУЮЩИХСЯ МАТЕРИАЛОВ

Сысюк В.Г., к.т.н., с.н.с, Гранчак В.М., д.х.н., Давискиба П.М.
ИХВС НАНУ, ИФХ НАНУ, Киев

МОДЕЛИРОВАНИЕ  СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИХ  И ДЕКОРАТИВНЫХ  СВОЙСТВ  ФОТОПОЛИМЕРИЗУЮЩИХСЯ  МАТЕРИАЛОВ

Проведены исследования по созданию фотополимеризационноспособных композиционных материалов на основе олигоэфиракрилатов и уретанакрилатов   с включением дисперсных органо-неорганических наполнителей.  Такие материалы нашли применение в технологиях создания изображений в полиграфии, в качестве печатных красок, лаков (защитных и цветных), в микроэлектронике в качестве защитных покрытий печатных плат, диэлектрических и проводниковых паст, в приборостроении для защиты и окраски панелей приборов, в техниках декорирования и др. областях [1,2].
Применение фотополимеризующихся материалов позволяет при помощи актиничного излучения выполнять конструирование структуры полимера, включая в полимерную матрицу определенное количество структурированных фрагментов, и дальнейшим формированием наноразмерных систем с заданным комплексом свойств. При создании таких материалов использовали разработанную систему красителей и наполнителей с различной степенью модификации поверхности частиц, что позволило регулировать диэлектрические, оптические, физико-механические и цветовые характеристики материалов и покрытий. В результате активного взаимодействия олигомер-полимерной структуры с частицами наполнителей и красителей появляется возможность управлять фотохимическими свойствами композиционных материалов, а также физико-механическими и электрофизическими  характеристиками покрытий и структур[3].
 Регулирование оптических и цветовых характеристик достигалось включением в состав лаковой композиции неорганических ахроматических частичек. В качестве таких наполнителей применяли каолиниты с модификацией поверхности частичек при помощи поверхностно-активных веществ и без модификации (природные). Насыщенность цвета и яркость покрытий регулируются за счет избирательного взаимодействия наполнителя с красителями и адсорбцией частичек красителя на поверхности субстрата (наполнителя).
Создание определенной системы совмещения красителей и наполнителей дает возможность получить широкую гамму лаков разнообразных оттенков, что позволяет использовать ограниченный ассортимент красителей и наполнителей для создания декоративных эффектов на различных поверхностях.
Регулирование реологических, фотохимических и физико-механических характеристик материалов обеспечивается природой компонентов композиции: олигомеров, мономеров, системой фотоинициаторов, модификаторов. Изменение состава композиционного материала при помощи  синтезированных олигомерных модификаторов приводит к формированию  пространственно-сшитой структуры полимера  с новым комплексом свойств, что позволяет создавать  композиционные материалы с регулируемыми  характеристиками, значительно расширить возможности  этих материалов и области их применения.
Использование разработанных материалов в качестве фотоадгезива в процессах отделки печатной продукции и упаковки позволяет заменить горячее тиснение фольгой  на эффективный процесс холодного тиснения фольгой при изготовлении этикеточной продукции и обеспечить высокую производительность технологии, её экономичность и  требуемое качество продукции [4]. Получена также возможность использования модифицированных фоточувствительных материалов в качестве оптических клеёв для конструкционных соединений стекло-керамика в оптико-электронных приборах, которые заменяют существующие эпоксидные клея, имеющие ряд недостатков. Использование фотоклеёв обеспечивает высокую эффективность и надежность эксплуатации оптико-электронных приборов. В таблице показано области применения фотополимеризующихся материалов, приведены основные эксплуатационные характеристиками в сравнении с традиционно используемыми материалами: в полиграфической промышленности в качестве фотоадгезива – импортный дорогостоящий материал, в оптико-электорнике – малоэффективный эпоксидный клей.
Таким образом, структурные преобразования фотополимеризующихся материалов при помощи подбора основных компонентов композиции и включения в состав олигомерных модификаторов, создают возможность моделирования структурно-механических и декоративных свойств материалов применительно к различным областям использования в промышленности.


Таблица 1 – Сравнительная оценка разработанных материалов

Наименование
показателя Фотоадгезив
Foil Bond
(импортный) Розработанный
фотоадгезив Эпоксидный
клей  К400 Розработанный
фотоклей
полиграфия   оптико-электроника
Время
експонирования 30с ,
с темновым доотверждением 7-10с,
без
доотверждения 48 час. 5 с
Адгезия плохая к  полипропилену  хорошая  к
полипропилену хорошая  к
стеклу хорошая к  стеклу,
металлу
Относительная
твердость, баллы 9-10 12 12 12
Эластичность, мм 5 2 10 2

Список использованных источников: 1. Грищенко В.К.., Маслюк А.Ф., Гудзера С.С. Жидкие фотополимеризующиеся композиции.-Киев:Наукова думка,1988.-206с. 2.Климова Е.Д. Фотополимеризующиеся композиции для печатних и отделочных процессов .-М.: издательство МГУП,2000.-202 с. 3.Сисюк В.Г., Гранчак В.М., Клочай О.І. Наповнення олігомер-мономерних систем у фотополімеризаційноздатних матеріалах для технології виготовлення друкарських плат / Полімерний журнал.-2004.-Т.26,№4.-С.249-253. 4. Патент України №31777.Фотополімеризаційноздатний адгезив для оздоблення зображень фольгою для тиснення.-Заявл.19.11.2007.-Опубл.25.042008.