UV膠簡(jiǎn)介
一接著原理：
1.1平衡理論
對(duì)接著劑而言，平衡理論就是表面張力的考量。膠的表面張力必須降低，才能有效的濕潤(rùn)基材表面，這是良好接著的基本要件。
1.2分子理論
分子理論是選擇適當(dāng)?shù)墓倌芑�，讓接著劑分子與基材分子間有較強(qiáng)的作用力，得到較大的分子間結(jié)合能量，是良好接著的基本要件之二。
1.3接著速度理論
從接著速度理論(流變學(xué))的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，即使膠的表面張力能夠濕潤(rùn)基材，接著劑分子與基材間有很強(qiáng)的作用力，但是膠在表面擴(kuò)張和浸透的速度太慢，還是無(wú)法發(fā)揮非常大的強(qiáng)度。所以，適合黏稠度是良好接著的基本要件之三。
二、UV膠的種類
UV膠可分爲(wèi)兩大類，一是壓克力系，一是環(huán)氧樹(shù)脂系。兩者各有優(yōu)缺點(diǎn)，比較如下：
比較專案        環(huán)氧樹(shù)脂系        壓克力系
反應(yīng)速度        較慢        較快
硬化高層度        較低        較高
照光後的反應(yīng)性        有        沒(méi)有
硬化收縮率        較低，3~5%        較高，8~10%
表面乾燥性        極佳        視配方而定
揮發(fā)物含量        較低        較高
揮發(fā)發(fā)生反應(yīng)性        沒(méi)有        有
耐溶劑性        較佳        較差
耐醱鹼性        較佳        較差
耐水性        較佳        較差
耐熱性        較佳        較差
成品價(jià)格        較貴        較便宜
以下就兩者的主要成份，反應(yīng)機(jī)制及特殊制程來(lái)討論。
三、        壓克力系UV膠
3.1組成
   壓克力系UV膠是由壓克力寡聚合體或單體，起始劑及其它添加劑所構(gòu)成。
3.2反應(yīng)機(jī)制
寡聚合體和單體均具有壓克力官能基，當(dāng)光線誘發(fā)起始劑産生自由基時(shí)，壓克力官能基可以和自由基反應(yīng)，達(dá)到光硬化的目的，其反應(yīng)方程式如下：

反應(yīng)階段        反應(yīng)方程式
起始反應(yīng)        I          2R‧

成長(zhǎng)反應(yīng)        R‧+M           MX‧

        MX‧+M          MX+1‧

終止反應(yīng)        MX‧+MY‧       MX+Y

        MX‧+MY‧       MX+MY

3.3自由基的特性
    自由基的壽命很短，大約只有數(shù)十個(gè)ns(10-9秒)。換名話說(shuō)，壓克力系的光硬化劑在照光時(shí)會(huì)産生自由基來(lái)聚合，停止照光時(shí)自由基會(huì)馬上消失殆畫(huà)，無(wú)法再進(jìn)一步反應(yīng)。
四、        環(huán)氧樹(shù)脂系UV膠
4.1組成
    環(huán)氧樹(shù)脂系UV膠主要在由樹(shù)脂、光起使劑、填充劑與其他添加劑所構(gòu)成的。
4.2反應(yīng)機(jī)制
    光起始劑在吸收光線能量後，會(huì)進(jìn)行一連串複雜的反應(yīng)，較後生成質(zhì)子酸，起始整個(gè)光硬化反應(yīng)。這一類的質(zhì)子酸有時(shí)被稱爲(wèi)光酸(Photoacid)或者超強(qiáng)酸(Super acid)。其反應(yīng)方程式如下：
(     )3S+MXN-       hr      [(    )3S+MXN-]*
[(    )3S+MXN-]*                    (    )2S+‧+    ‧+ MXN-
(    )2S+‧+YH              (    )2S+H+Y‧
(    )2S+H                   (    )2S + H+
4.3陽(yáng)離子的特性
    質(zhì)子酸即是陽(yáng)離子，環(huán)氧樹(shù)脂系UV膠在照光時(shí)會(huì)産生陽(yáng)離子聚合，停止照光時(shí)陽(yáng)離子不會(huì)馬上消失。陽(yáng)離子在停止照光後的壽命可以長(zhǎng)達(dá)兩三天。照光時(shí)産生的陽(yáng)離子在停止照光後的兩三天內(nèi)會(huì)繼續(xù)反應(yīng)，提高硬化的各項(xiàng)性質(zhì)，也可以升高溫度來(lái)達(dá)到後硬化的目的。
4.4後硬化制程
    對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂系UV膠而言，後硬化制程有兩個(gè)目的，一是提高樹(shù)脂反應(yīng)率，一是清理光硬化時(shí)的收縮應(yīng)力。
   4.4.1提高樹(shù)脂反應(yīng)率
    不同於基他光硬化劑，光硬化的環(huán)氧樹(shù)脂曝光後還可以加熱提高反應(yīng)率，其原因在於光硬化的環(huán)氧樹(shù)脂是一種活性聚合的系統(tǒng)(陽(yáng)離子聚合)，照光産生的陽(yáng)離子不會(huì)在照光後馬上喪失活性，仍會(huì)持續(xù)反應(yīng)一段時(shí)間，不斷提高成品的物性。就紅外線光譜來(lái)看，80℃/1hr的後硬化制程可以提高反應(yīng)率5%以上。
  4.4.2削除光硬化時(shí)的收縮應(yīng)力
    光硬化劑 曝光反應(yīng)時(shí)，分子鏈很快就被凍結(jié)住，沒(méi)有堆疊到位能較低的型能。若是能利用後硬化制程來(lái)退火，讓分子鏈排列到較整齊穩(wěn)定的位置，就能夠把這一種內(nèi)應(yīng)力清理。
五、        影響光硬化反應(yīng)的因素
5.1起始劑的吸收波長(zhǎng)
   光起始劑的種類繁多，吸收光線波長(zhǎng)的位置也各不相同。以BP爲(wèi)例，其吸收波長(zhǎng)在315nm以下，適用於提高光硬化樹(shù)脂的表面硬化速率。TPO的吸收波長(zhǎng)約達(dá)可見(jiàn)光的藍(lán)光附近(430nm)，應(yīng)用於材質(zhì)透明但是紫外線無(wú)法穿透的情況。
5.2起始劑的吸收感度
    起始劑的吸收感度也是影響光硬化反應(yīng)的一項(xiàng)重要因素。高感度的起始劑有較高的起始效率，能夠在光線強(qiáng)度較弱或者是光線能量較低的情況下達(dá)到相同效果。添加增感劑可提高起始劑吸收感度。
5.3光線的放射波長(zhǎng)
    相對(duì)於起始劑對(duì)光線波長(zhǎng)的吸收爲(wèi)達(dá)續(xù)光譜，光源的放射波長(zhǎng)多呈現(xiàn)一邊疆分佈。以低成本水銀燈(10-2~10-3Torr)爲(wèi)例，其放射波長(zhǎng)以185nm和254nm爲(wèi)主。由於波長(zhǎng)低於300nm的紫外光對(duì)皮膚的傷害較大，又會(huì)和空氣中的氣氛産生臭氣，所以廣泛用於光硬化系統(tǒng)的光源是高壓水銀燈(102Torr)，其非常大的放射波長(zhǎng)位於365nm。在高壓水銀燈中摻雜部份金屬鹵化物可以把光源的放射波長(zhǎng)往可見(jiàn)光方向偏移，俗稱鹵素?zé)�，其非常大的放射波長(zhǎng)會(huì)出現(xiàn)在藍(lán)光附近的400~450nm間。
5.4需要的照射能量
   光硬化樹(shù)脂反應(yīng)條件的敍述是以：特定波長(zhǎng)下，單位面積的照射能量(mj/cm2)來(lái)做標(biāo)準(zhǔn)。舉例來(lái)說(shuō)：一般壓克力系的光硬化劑在365nm下反應(yīng)所需要的能量約1500~2000 mj/cm2，環(huán)氣樹(shù)脂系的光硬化劑約需3000~6000 mj/cm2，部份感度較高的壓克力系統(tǒng)在254nm下反應(yīng)只需要800 mj/cm2。照射能量的多寡主要是視反應(yīng)率的需求而定，過(guò)少的照射能量會(huì)導(dǎo)致膠體硬化不完全，性質(zhì)未達(dá)較適化，過(guò)多的照射能量會(huì)造成樹(shù)脂黃化、劣化。
5.5光源的強(qiáng)度
   樹(shù)脂所接受到的照射能量(mj/cm2)是以光源強(qiáng)度(mw/cm2)乘照射時(shí)間(sec)來(lái)表示。以反應(yīng)需要2000 mj/cm2的系統(tǒng)爲(wèi)例，若使用強(qiáng)度2000mw/cm2的集束點(diǎn)光源來(lái)照射，僅需耗費(fèi)1秒。若使用強(qiáng)度100 mw/cm2的平面光源來(lái)照射，需要20秒。若使用晴天的太陽(yáng)來(lái)固化(照度約1~2 mw/cm2)，則要曝曬15~30分鐘以上。
    光源強(qiáng)度的選擇和制程條件、成品性質(zhì)、成本因素密切相關(guān)。以DVD的接著爲(wèi)例，制程上使用非常強(qiáng)的光源，讓接著劑在2秒內(nèi)曝光完畢，以滿足快速量産的需求。不過(guò)，太強(qiáng)烈的照度對(duì)成品性質(zhì)有負(fù)面影響，舉例來(lái)說(shuō)，提高n倍的自由基，使得成本速率提高n2倍。換句話說(shuō)，太強(qiáng)的照度會(huì)使接著劑的分子量下降，分子鏈端變多，從而沒(méi)有得到較佳強(qiáng)度。
     5.6光硬化反應(yīng)的環(huán)境
    光硬化接著劑會(huì)受到環(huán)境因素的影響。以陽(yáng)離子型環(huán)氧樹(shù)脂爲(wèi)例，其反應(yīng)速率很容易受到濕度的影響，因爲(wèi)空氣中的水氣會(huì)終止陽(yáng)離子的活性，遲滯反應(yīng)速率。再以壓克力系的光硬化劑爲(wèi)例，其反應(yīng)速率很容易受到空氣中的氧氣反應(yīng)，産生過(guò)氣化物的自由基，其反應(yīng)速度比新自由基的生成快數(shù)百倍。

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