胶制备之研究

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1、UV膠製備之研究南台科技大學化學工程與材料工程系指導老師：王振乾老師隊員：葉恩廷摘要隨著高分子產業的蓬勃發展，對於各種產品講求快速、方便，且品質也要優良，花費的成本也要求跟著下降，如何在當今科技產業，生產產品能同時達到快速、優良和成本低三種要求，成了各個產業逐利追求的目標。寡聚體為一種聚合物，由幾千至幾萬的分子質量所聚合而成，本實驗所使用的是光固化用的聚合物，又稱UV膠，分子質量相對較少，約幾百至幾千，因為分子質量過大，黏度會太高，不容易調配或加工，性能也不好掌握，然而光固化用的聚合物比較沒有上述的困擾，但

2、是要有效利用，清楚的掌控寡聚體的物理性質和化學性質也不是那麼容易，因此找出正確的調配材料、了解其中的物性和化性，以及知道有哪些影響因子存在，使之能廣泛、有效的利用，是本次實驗的目標。本次研究主要分為五種方向，根據uv膠的物性和化性的本質，找岀在何種情況光固化的效率和固化率為最高，首先根據uv膠的黏度進行測試，uv膠在黏度越高時，照光後更容易產生固化現象，提高固化率。助劑的影響也不容忽視，需要有正確的光起始劑才能有效的吸收固定光的波長，本實驗是用500瓦的鹵素燈為照射光源，固使用光起始劑(Irgacure81

3、9),而固化率是否會隨著光起始劑(Irgacure819)的含量而上升，為此次探討的目的。外來的因子也會影響固化率的速度，究竟有哪些外來的因子會影響，而影響的程度又是如何，就有待實驗觀測，我們取空氣中的氧氣來測試，究竟會影響固化率的速度到何種程度。UV膠是一種照光就容易固化的聚合物，要如何能有效保存並長期使用，還有嘗試調配出新的UV膠，都是本次實驗的目標。關鍵字：單體、寡聚體、UV膠、光固化簡介由於科技產業的蓬勃發展，對於科技產品的生產速度而言，成了業界競爭拉距的重要關鍵。在一般開發設計模具中，往往需要考慮

4、眾多因素，從設計模具、零件功能、模具加工、至實物成型之產生，途中還需多次的修改，另外還需滿足設計者的需求，改變各種條件，如：強度、硬度、彈性、安全係數等等，像是塑膠成型與不同特性塑膠成型製程中所衍生的應力問題，途中若需要加強硬度，還必須加入合金元素，而要形成一具模具之前，也需要製作骨架以利模具定型，此外還有冷滾齒能力，熱處理的尺寸穩定性等等的龐大考量，若要修改模具，則必須重新加工製作，不僅須耗費許多時間，還會花費許多金錢。因此為了符合發展趨勢，首先先利用軟體設計岀實體模型，然後將實體模型分割成一層一層，在藉

5、由快速原型機，將模型一層一層地堆疊出來，如需要修改模型，可直接在電腦上修改，既節省時間也節省成本，目前快速原型機正逐漸受到產業界和學術界的青睞，而如何將一層一層堆疊岀來的模型固定成型，此時UV膠的選擇就是重要關鍵部分，在堆蟻的每一層模具上面，皆使用UV膠均勻噴灑，在經由UV紫外燈或鹵素燈照射，起化學連鎖反應，使UV膠數秒的時間內固化，如此一來，一組模具就可快速形成，如此可提高產品在市場的競爭力，還能增加企業對市場需求的快速反應能力，因此，如何調配出理想的UV膠和配合燈光照射產生硬化來達到快速模具成型為主要研

6、發目的。研究目的本實驗所配置的UV膠，是為了能應用在在快速原型機上，由於快速原型機是用微小的噴墨頭噴灑出UV膠，所以調配出的黏度需低於20cp以下，為了降低設備成本，UV膠需要能配合鹵素燈(500W)照射來進行光固化反應。首先配置出不同組成的UV膠，再進而依據各種能影響UV膠的光固化速率和固化效率，分為下列五種方式的研究方向：(1)UV膠的性能測試，找出在何種條件下光固化的效率和固化速率為最佳效益，先對UV膠的黏度進行測試；(2)助劑的影響，UV膠無法有效吸收光的波長,需添加光引發劑(Irgacure819

7、),增加UV膠的固化效率，另外也加入了共引發劑(6420),了解助劑含量是否能增加光固化速率；(3)尋找外來的影響因子，探討空氣中的氧氣是否也會影響UV膠的固化率；（4）調配出新的水性UV膠，一般工業上所使用的UV膠大部分皆為非極性的油性UV膠，若配置出能和極性溶劑互溶的水性UV膠，UV膠的使用能更加的廣泛。（5）增加UV膠保存性，在UV膠的調配過程中，光固化反應已開始進行，即時切斷、隔絕光的來源，光固化反應還是會持續進行，所以如何保存UV膠，也是探討的內容。實驗部分（1）在本實驗操作進行中，所有容器皆用鋁

8、薄紙包覆住，藉此隔絕光源，避免在進行調配UV膠的過程，或操作實驗的途中，吸收光的能量而加速光固化反應，影響實驗的準確性。（2）要進行鹵素燈光照固化反應時，首先先取一鋁盤測量其重量，之後將UV膠置入鋁盤內照光反應，反應完成後，利用乙醇將未固化的UV膠，溶入乙醇內除去（相同步驟重複3〜4次，以確保沒有殘留未固化的UV膠在裡面），之後拿到烘箱內，除去乙醇，連同固化的UV膠一起測量重量，之後在扣除鋁盤的重量，即為固化後U