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Auteur(s)
-
Christian DECKER : Directeur de recherche au Centre national de la recherche scientifique (CNRS)
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Cet article a pour objectif de présenter brièvement les principes généraux des polymérisations photoamorcées et les différents types de systèmes photopolymérisables actuellement utilisés. On examinera également l’aspect cinétique de ces processus ultrarapides qui transforment la molécule réactive en un matériau ayant les propriétés requises pour l’application envisagée.
Pour plus de détails sur la mise en œuvre du procédé photochimique, les performances des divers systèmes et les caractéristiques des photopolymères obtenus, le lecteur se reportera aux monographies et articles de synthèse [1] à [12] récemment publiés sur le sujet [Doc. AM 3 044].
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Les résines photopolymérisables
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2. Les photoamorceurs
Pour être efficace, un photoamorceur doit satisfaire un certain nombre de critères :
-
il doit présenter une forte absorption dans le domaine d’émission de la source lumineuse utilisée, en général une lampe à vapeur de mercure ;
-
les états excités singulet et triplet doivent avoir une courte durée de vie (quelques nanosecondes) pour éviter leur désactivation (quenching) par l’oxygène moléculaire ou le monomère ;
-
les ions ou radicaux issus des états excités doivent être produits avec un rendement quantique aussi élevé que possible et être réactifs envers le groupement monomère.
Les divers processus photophysiques qui interviennent après absorption d’un photon par une molécule d’amorceur sont représentés schématiquement sur la figure 1. La vitesse d’amorçage est donnée par la relation :
avec :
- Va :
- vitesse d’amorçage
- I0 :
- intensité de la lumière incidente
- Φa :
- rendement quantique des espèces amor-ceuses
- A = lg (I0 / It ) :
- absorbance de l’échantillon
- It :
- intensité de la lumière transmise.
L’absorbance dépend de la concentration en photoamorceur [PA] et de l’épaisseur , de l’échantillon irradié :
avec :
- ε :
- coefficient d’extinction molaire du photo-amorceur.
Il existe deux principaux types de photoamorceurs, selon que leur photolyse libère des espèces radicalaires ou ioniques.
2.1 Photoamorceurs radicalaires
Pour de...
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Les photoamorceurs
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - UV-curing science and technology - . − Pappas (S.P.) (éd.). Technology Marketing Corporation. Stamford (C.T.). Vol. 1 (1978), vol. 2 (1985).
-
(2) - DECKER (C.) - * - Dans Handbook of polymer Science and Technology. Vol. 3 (éd. Cheremisinoff (N.P.)) Marcel Dekker, New York p. 541 (1989).
-
(3) - Radiation curing of polymeric materials - . − Hoyle (C.E.), Kinstle (J.F.) (éds). ACS Symp. Ser. 417 (1990).
-
(4) - Chemistry and technology of UV and EB formulation for coatings, inks and paints - . Vol. 1-4 (Oldring (P.K.T.)) (éd.). Wiley SITA Technology, Londres (1991).
-
(5) - Radiation Curing-Science and Technology - . Pappas (S.P.), (éd.) Plenum Press. New York (1992).
-
(6) - Radiation Curing in Polymer Science and Technology - . − Fouassier (J.P.), Rabek (J.F.) (éd). Elsevier,...
TOURÉ (M.L.) - Exposition UV spectrale [Texte imprimé] : instrumentation et modélisation. - Université Joseph Fourier (Grenoble) (2003).
PERNY (S.) - Alignement de cristaux liquides par irradiation en lumière UV linéairement polarisée de films minces de polymères photoréticulaires - (1998).
HAUT DE PAGE
Une installation industrielle d’irradiation UV comprend trois éléments de base (figure 1) :
-
une source lumineuse (S) munie d’un réflecteur parabolique ou elliptique. Il s’agit en général d’une lampe à vapeur de mercure moyenne pression qui peut être dopée avec un sel de gallium pour déplacer le spectre d’émission vers le proche UV et le visible ;
-
un système d’extraction de l’ozone formé et un système de refroidissement de la lampe par ventilation (V) ;
-
un convoyeur (C) dont la vitesse de défilement peut être régulée, typiquement entre 5 et 200 m/min, selon le type d’application.
Des installations d’irradiation UV de différentes tailles sont construites par les sociétés...
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