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什么是交聯(lián)?

作者:上海峰志 時間:2020-03-28 08:20:01瀏覽5510 次

信息摘要:

交聯(lián)是指聚合物鏈之間通過化學反應連接在一起。 想象一碗意大利面條。 每根面條都是獨立的,可以從碗中抽出(如果面條沒有從您的手指之間滑落的話)。 借助于交聯(lián),一根根“意大利面條”之間通過化學反應彼此粘合在一起,這樣您就無法再抽出單根的面條。

簡單地說,交聯(lián)是指聚合物鏈之間通過化學反應連接在一起。 想象一碗意大利面條。 每根面條都是獨立的,可以從碗中抽出(如果面條沒有從您的手指之間滑落的話)。 借助于交聯(lián),一根根“意大利面條”之間通過化學反應彼此粘合在一起,這樣您就無法再抽出單根的面條。

交聯(lián)可影響大多數(shù)應用的多種zui終特性,包括:
涂層耐化學性
聚合物流動特性——抗粘著性和抗印痕性
涂層韌性
涂層彈性
涂層耐磨性
 spaghetti.jpg

交聯(lián)為什么會影響這些特性呢?

其中有幾個原因。 與通過交聯(lián)連接在一起的聚合物(正如在意大利面條的比喻中,您無法再抽出單根面條,除非把整碗面條都拉出來)相比,未交聯(lián)的聚合物鏈可以更自由地移動。 聚合物鏈交聯(lián)或“結合在一起”以后,其性質將發(fā)生很大變化。 在拉伸或加熱等應力下流動性會降低。 在溶劑中的溶脹性也比未結合的鏈更低,從而提高了耐化學性/耐溶劑性。 而且,它們用作涂料或粘合劑時也更堅固/更堅韌。

了解配方要求的重要性
了解加工、配制和應用要求非常重要,而且始終需要進行折衷與平衡。 例如,如果為了實現(xiàn)耐磨性而提高交聯(lián)度,則可能喪失延展性或柔韌性。 您不能只追求一種特性而不顧其他特性。 涂料的成本目標是什么? 需要考慮VOC問題嗎?配方中可以使用聚結劑嗎? 還有其他哪些特性也很重要?
定義要實現(xiàn)的目標也很關鍵,例如,zui終產品是用于室內還是室外? 產品會暴露在陽光下或是與水接觸嗎? 施涂一層還是兩層? 是直接涂覆到基材(如木材)上,還是有底漆? 產品如何施涂——輥涂還是噴涂? 為什么需要很堅韌? 全面了解這些因素將有助于為應用制定zui佳交聯(lián)方法。
三種交聯(lián)類型
自交聯(lián)——1K與2K
交聯(lián)可以設計為1K或2K方式。1K體系無需其他任何添加劑即可進行自交聯(lián)。2K體系則需要在施工前加入添加劑,以使其交聯(lián)。 例如,可以在施工之前在配方中添加異氰酸酯交聯(lián)劑,以獲得正確的反應類型。
盡管很多客戶更青睞即開即用的1K涂料,但使用2K方式也不無理由,例如用于木地板涂料。 在木地板市場,承包商在施工時將添加劑加入地板涂料是一種慣例。
另一個例子是濾紙粘合劑應用,其中可能涉及多種過濾等級的濾紙,分別需要不同的交聯(lián)度,以適合不同的應用用途。 聚合物可以批量購買,然后針對每種濾紙等級定制交聯(lián)劑的添加水平。 這種方式更加方便和經濟,因為可以僅使用一種基礎聚合物,同時對交聯(lián)度進行定制。
聚合物與基材反應
回到意大利面條的比喻,我們也可以使“意大利面”與基材發(fā)生反應,而不只是面條之間發(fā)生反應。 聚合物可以直接與纖維素交聯(lián)(如果是紙張應用),或與紡織品應用中的棉纖維交聯(lián)。 聚合物不一定只與其自身交聯(lián),而且還與基材交聯(lián)。 基材與聚合物之間有時需要形成這種強共價化學鍵,以滿足不同要求,如耐洗性(紡織品)、優(yōu)異的機械性能、高抗拉強度或耐化學性。
預交聯(lián)與后交聯(lián)
聚合物可以在生產時部分交聯(lián),或者在施涂到基材上之后交聯(lián)。 某些路博潤丙烯酸乳液和PUD被設計為預交聯(lián)形式。 但是,我們會優(yōu)先考慮使聚合物在施涂到基材上之后完成大部分交聯(lián)。 仍以濾紙為例,聚合物先被涂覆到紙上,然后再將紙粘合在一起。 很多情況下,只有在涂覆到紙上并完成大部分交聯(lián)時,產品才會達到zui佳性能。
如上所述,預先收集的信息越多,我們就越能夠推薦具有適當交聯(lián)的產品。 選擇正確的交聯(lián)方法需要平衡考慮多方面的因素,包括:
使用條件(如產品如何施涂)
基材(如紙、金屬、塑料)
性能要求(根據與客戶進行討論的結果)
監(jiān)管限制
安全考慮
成本目標
共溶劑和成膜要求(尤其是在油漆和印刷應用中)
含甲醛或不含甲醛
某些交聯(lián)形式會釋放甲醛,這可能帶來監(jiān)管要求方面的重大挑戰(zhàn)和健康安全問題。 路博潤提供無甲醛體系選擇,并可根據配方設計人員的需求進行量身定制。
值得強調的是,就諸多因素進行深入討論對于提出zui適合各種條件、基材、用途、法規(guī)要求等的交聯(lián)產品建議至關重要。

Analytik Jena CL-3000紫外交聯(lián)儀如何口罩?
目前的建議是向面罩的每一側提供1 J / cm2的劑量。 Analytik Jena交聯(lián)儀CL-3000在設備內部具有劑量監(jiān)測器,用于確定傳遞到面罩的UVGI能量的水平。該設備可以設置10種不同的協(xié)議,以提供一系列適用于應用的紫外線劑量。內部監(jiān)控器會考慮由于溫度或燈泡壽命而引起的強度變化,因此每次都會傳遞準確的能量。
UVGI是如何在紫外交聯(lián)儀中產生的?燈泡能持續(xù)多久?
一個。 Crosslinker CL-3000采用專有設計為六個254 nm UVGI燈泡供電。每個燈泡的使用壽命約為5000到6000小時。可以更換燈泡。
CL-3000紫外線交聯(lián)儀還有其他用途嗎?
一個。是的,CL-3000的除外還有許多應用,包括在PCR樣品制備過程中消除擴增子,將核酸附著于表面。例如在Southern blot中形成尼龍膜并形成交聯(lián)基質。 CL3000還可以用于制造微陣列,與微流體一起工作,交聯(lián)RNA和蛋白質,以及zui終用于皮膚癌研究。 CL-3000可用于需要紫外線的任何應用中。