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你不知道的紫外线UV光固化原理是什么？光固化究竟安不安全？

紫外线UV光固化原理,光固化示意图

紫外光固化技术（UV技术）是指在特殊配方的体系（称为光固化体系）中加入光引发剂（或光敏剂），经过吸收紫外线（UV）光固化设备中产生的高强度紫外光后，产生活性自由基或阳离子，从而引发聚合、交联和接枝反应，使其在一定时间内由液态转化为固态的技术。

紫外光固化体系（UV体系）主要由光活性单体（又叫活性稀释剂，即带有不饱和双键的简单化合物，最常用的是丙烯酸酯类化合物，主要起改善综合性能、提高固化速度、增强流变性等作用）光活性低聚物、光引发剂三部分组成。当紫外光照射紫外光固化体系时，将激发分解体系中的光引发剂，生成活性游离基，撞击体系中的双键并反应形成增长链，这一反应继续延伸使光活性单体和低聚物中的双键打开，交联形成紫外光固化聚合物。 UV体系分为自由基体系和阳离子体系，两者固化机理有所不同。自由基体系是由光引发剂受UV照射激发产生自由基，引发单体和预聚物聚合交联；阳离子体系是由阳离子光引发剂受辐射产生强质子酸，催化加成聚合，使体系固化。

以自由基体系为例，UV自由基固化需经过以下步骤：

（1）自由基光引发剂受到UV照射后，激发分解产生活性自由基；

（2）链引发：引发剂产生的自由基引发树脂或单体分子的不饱和双键产生新的自由基；

（3）链增长：由树脂和单体产生的自由基可以继续引发树脂和单体分子中的不饱和双键产生自由基，进行自由基连锁反应；

（4）链终止：化学反应中，由于自由基含有未偶化电子，非常活泼，极易倾向于基他自由基偶合或发生酸化作用，使链反应终止。通过上述反应，生成高分子化合物，使胶液转变为固体。

UV固化是指在紫外光的照射下，光引发剂吸收特定波长的光子，激发到激发状态，形成自由基或阳离子，然后通过分子间能量的传递，使聚合性预聚物和感光性单体等变成激发态，产生电荷转移络合体，这些络合体不断交联聚合，在极短的时间里产生固化成三维网状结构的高分子聚合物。

其中，吸收辐射能，引发单体、低聚物的不饱和双键交联固化，是UV固化体系的关键部分。

UV光固化技术是一项绿色工业的新技术，曾被北美辐射固化委员会评为具有“5E”特点的工业技术，充分展现出了该技术的特点。所谓5E，即Efficient，高效，UV固化可以在数秒之内实现完全的固化，生产效率更高；Energy saving，节省能源，UV产品是常温快速固化，其能耗一般只有热固化的1/10～1/5；Environmentalfriendly，环境友好，紫外光固化材料中不含或只含少量溶剂，同时紫外固化所用能源为电能，不燃油或燃气，无CO2产生，故紫外光固化被誉为“绿色技术”；Economy，经济，紫外固化装置紧凑，流水线生产，加工速度快，因而节省场地空间，劳动生产率高，紫外固化工艺保证膜层更薄，并有优良的性能从而减少原材料消耗，有利于降低经济成本；Enabling，适应性广，该UV产品可适应于多种基材，如纸张、木材、塑料、金属、皮革、石材、玻璃、陶瓷等几乎所有的硬质材料和软质材料。