固化率分析 – FTIR可用來測試UV膠固化率

這篇文章想讓您知道的是:

  • 什麼是UV膠與「固化率」
  • UV膠業者常會遇到的困難
  • 如何用FT-IR進行固化率分析

UV膠的原理與應用

UV膠,又稱「紫外線固化膠 (UV curing)」,是指一種藉由添加了光敏感物質 (光敏劑/光引發劑) 的樹脂受到紫外光照射之後,產生活性自由基或離子進而引發化學反應 (例如:單體聚合或者交連),而由液態轉變成固態,進而產生貼合效果的一種接著劑。

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UV膠在日常生活中的應用:

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連麻辣鍋店都能做的光療指甲到底是什麼玩意兒?
其實光療美甲應該被正名為「凝膠指甲」。將彩繪的指甲片以UV膠黏合在指甲上。在貼合彩繪指甲片或保護貼時會看到業者將液態的膠照射UV燈,使其在短時間內變成固體,這就是前面所提到UV膠的「固化」過程。

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以後可能再也見不到滿嘴的金牙了
當我們蛀牙需要補牙時,和牙齒顏色相近且抗咀嚼、抗磨耗的UV膠也漸漸取代了以往使用的銀汞合金 (Amalgam) 作為補牙的材料。補牙時就會見到牙醫師使用藍紫色的UV燈照射補牙材料使其固化。

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電路板為什麼是綠色的?
電路板最上層與最底層用來保護銅箔並且防潮、絕緣、防焊的綠色阻焊層 (Solder mask,常被稱為「綠漆」) 也是由膠態的防焊漆經過UV光照射固化後才形成我們所見的固態綠漆。

UV膠業者的困擾

倘若UV燈照射時間不夠,UV膠可能處在半液體、半固體的黏黏狀態,此時就代表UV膠因為Curing時間不夠久而導致「固化率」不足。對於生產販售UV膠的業者而言,常遇到客戶抱怨Curing之後固化不完全的問題。在判斷問題時很難判斷到底是客戶端的後續加工問題,還是自己的UV膠產品有瑕疵。若想先從客戶端問題著手,開發一個足以具有準確判斷UV膠固化率且有高度再現性、重複性的分析方法並不容易。例如使用FT-IR,UV膠業者們常抱怨不同固化率的膠料樣品在FT-IR光譜上無法建立高相關係數的檢量線,訊號強度也不足,建立出來的方法根本不可用。

我們的實際經驗

如同前一篇EPDM橡膠中ENB成分定量分析中,使用IRSpirit搭配LabSolutions IR的定量分析 (Quantitation) 功能進行分析,將不同固化率標準樣品與其對應的FT-IR光譜訊號,即可作圖建立檢量線 (Calibration Curve)。以實際樣品測試重複性也相當良好。

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由以上結果可以確定使用FT-IR針對UV膠的curing固化率進行分析是有效的。可以利用此檢量線檢測curing固化的條件是否符合要求。