以光作为能量来源诱导感光材料进行固化的光聚合具有节能环保,高效快速和时间-空间可控等诸多优点,于上世纪60~70年代开始形成光固化技术并得到实际应用。经数十年光聚合基础理论与应用技术的不断发展,光固化技术在商品涂装、印刷、粘结等领域已形成规模市场,同时在功能材料制备、微电子加工以及电子产品制造等方面发挥着重要作用。围绕紫外光、近红外光、电子束等辐照条件下的引发机制、固化机制等开展了系列基础研究,为感光材料创制和光固化应用技术创新奠定了坚实基础。
1、紫外光(UV)固化
针对单体/树脂快速光固化过程中积聚的固化应力表征难题,课题组搭建了红外-流变-光联用装置,建立了光固化应力的量化表征方法。进一步明确了光固化应力的产生机制,揭示了凝胶点双键转化率高低在光固化应力调控中的关键作用。
2、近红外光(NIR)固化
上转换粒子辅助近红外光聚合(UCAP)在超厚光固化材料光聚合、光固化3D打印等领域具有重要的应用价值。课题组率先提出了UCAP的光热协同增效固化机制,并进一步探明了UCAP近红外光固化机制:光固化材料以上转换粒子为中心发生微区梯度光聚合,多微区渗透互联后形成整体交联网络。
3、电子束(EB)固化
在越来越注重绿色、健康和可持续性的时代背景下,无需使用光引发剂的EB固化技术具有非常广阔的应用前景。课题组设计、合成一系列分子结构不同的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯模型预聚物,通过深入系统地研究氨基甲酸酯丙烯酸酯预聚物EB辐照固化过程中的固化/交联行为及微观分子结构-固化工艺-宏观材料性能关系,进一步探明了感光材料的EB固化机制,助力EB固化技术的应用发展。