在光固化配方中，UV光源不可或缺，它能激發(fā)配方里的光引發(fā)劑產(chǎn)生自由基或陽(yáng)離子，進(jìn)而引發(fā)聚合反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)從液態(tài)到固態(tài)的轉(zhuǎn)化，所以UV光源是光固化應(yīng)用的必備硬件配置。今天，咱們就來(lái)聊聊UV光源以及對(duì)它的測(cè)量相關(guān)事宜。

光引發(fā)劑是種光照下不穩(wěn)定的分子，其含有的化學(xué)鍵離解能較低，在UV光照射下會(huì)斷裂形成自由基。而紫外光發(fā)射出的光子具有特定波長(zhǎng)，光子能量與波長(zhǎng)緊密相關(guān)，依據(jù)普朗克-愛(ài)因斯坦關(guān)系公式，能算出單個(gè)光子的能量值，且光子能量和波長(zhǎng)成反比，即波長(zhǎng)越短，能量越高。特定化學(xué)鍵離解所需能量與特定波長(zhǎng)范圍的UV光相關(guān)，離解能越高，引發(fā)其離解的UV輻照波長(zhǎng)就越短。

UV的波段和特點(diǎn)

UV光通常分為UVA、UVB和UVC三個(gè)波段。在光固化時(shí)，UV光源的發(fā)射波長(zhǎng)需與光引發(fā)劑的吸收波長(zhǎng)相匹配，才能促使光引發(fā)劑裂解產(chǎn)生自由基，可通過(guò)對(duì)UV光源或光引發(fā)劑進(jìn)行調(diào)整、選擇來(lái)實(shí)現(xiàn)匹配。

此外，UV光還有其他分類(lèi)方法。如ISO21348對(duì)太陽(yáng)輻射中UV光部分的分類(lèi)。還有一種叫UVV的稱(chēng)呼，它將UVA的上限擴(kuò)充到了450nm，但此稱(chēng)呼缺乏標(biāo)準(zhǔn)定義，在不同場(chǎng)合可能有差異。

UV的穿透力

不同波長(zhǎng)的光（準(zhǔn)確說(shuō)是電磁射線(xiàn)）穿透力各異，波長(zhǎng)越長(zhǎng)穿透能力越強(qiáng)，反之越弱。對(duì)于UV涂料油墨，UVC和UVB幾乎全被表層涂料油墨吸收，穿透深度僅1-2微米甚至更少，所以吸收波長(zhǎng)在此范圍的光引發(fā)劑更適合表面固化。而長(zhǎng)波長(zhǎng)的UVA及UVV穿透深度可達(dá)5-100微米，能到達(dá)涂料油墨底層即基材界面，吸收此波長(zhǎng)范圍光引發(fā)劑更利于深層固化。實(shí)際配方常采用不同光引發(fā)劑組合，以實(shí)現(xiàn)良好的表面固化和深層固化。

光固化應(yīng)用中廣泛使用的汞燈，準(zhǔn)確說(shuō)是中壓汞燈，已有數(shù)十年使用歷史。它發(fā)射的光譜不僅涵蓋整個(gè)UV光譜區(qū)域，還包含可見(jiàn)光及紅外部分。這使得汞燈發(fā)出的紫外光可覆蓋幾乎所有傳統(tǒng)商業(yè)化光引發(fā)劑的吸收光譜區(qū)域，固化效果良好。

中壓汞燈消耗的能量中，僅28%轉(zhuǎn)化為紫外光，其中UVC約占14%，UVA和UVB各占7%左右，其余70%左右轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光和紅外光，雖這部分對(duì)UV固化無(wú)直接幫助，但紅外有時(shí)能因降低體系粘度、促進(jìn)自由基移動(dòng)而加快反應(yīng)。

在中壓汞燈中添加其他鹵化金屬可改變其發(fā)射光譜及能量分布。摻入鹵化鎵后，能強(qiáng)化UVA和UVV部分輸出，UVC部分降低，利于深層固化；摻入鹵化鐵可顯著增加UVA的350-390nm波段，UVB和UVC部分降低，同樣對(duì)深層固化有利。