Cosa sono i materiali fotosensibili?

Apr 18, 2024

I materiali fotosensibili sono costituiti da polimeri che possono subire rapidi cambiamenti fisici e chimici in un periodo di tempo relativamente breve dopo essere stati irradiati dalla luce. I materiali fotosensibili sono avanzati grazie all'elevata efficienza produttiva, all'elevato tasso di utilizzo dell'energia, alla bassa emissione di materia organica volatile e alla maggiore flessibilità nel rivestimento di vari substrati, come carta, plastica, pelle, metallo, vetro e ceramica.

A cosa servonoPmateriali fotosensibili?

Le resine fotosensibili, come tipo di materiali fotosensibili, sono ampiamente utilizzate nei settori medico, edile, della stampa, della stampa 3D e in altri settori grazie al loro tempo di polimerizzazione rapido e al basso inquinamento.

Industria medica

Nell'industria medica, le resine fotosensibili vengono utilizzate principalmente nel restauro e nell'abbellimento dei difetti dentali, cioè dei denti anteriori, e possono anche essere utilizzate per il riempimento e la riparazione delle cavità dei denti posteriori e per il fissaggio di attacchi ortodontici.

Industria di costruzioni

Nel settore edile, le resine fotosensibili vengono utilizzate come strutture di riparazione. Ad esempio, i monomeri fotosensibili vengono utilizzati come diluenti e gli adesivi polimerizzabili con raggi UV hanno le caratteristiche di bassa viscosità, polimerizzazione rapida a basse temperature ed elevata forza di adesione dopo essere stati induriti e modificati con asfalto, resina e altri prodotti. Detto questo, uno strato protettivo ultrasottile, resistente all'usura e antiscivolo è utile per la manutenzione e la riparazione delle superfici stradali e delle piste.

Industria dell'imballaggio

Nell'industria dell'imballaggio, le resine fotosensibili sono ampiamente utilizzate nella polimerizzazione della vernice spray per la superficie esterna dei prodotti. Rispetto alla tradizionale polimerizzazione naturale, la velocità della fotopolimerizzazione è molto più rapida e le sue caratteristiche di polimerizzazione non volatile ne hanno elevato i valori di applicazione nel settore dei rivestimenti. Ad esempio, i rivestimenti fotosensibili possono migliorare la resistenza all’abrasione e alle macchie dei pavimenti in legno, ridurre le emissioni di COV, abbreviare i cicli di produzione e migliorare l’ambiente di produzione. Nel frattempo, l’applicazione di rivestimenti su pannelli in PVC per prodotti in plastica può migliorare la resistenza ai graffi dei pannelli in PVC e prevenire la migrazione dei plastificanti.

Industria della stampa 3D

Nel settore della stampa 3D, la stampa 3D fotopolimerizzabile si basa sulla tecnologia a getto di gocce che utilizza resine liquide fotosensibili per formare parti e polimerizza con luce ultravioletta, che può migliorare la precisione e ridurre i costi.

Storia ed evoluzione dei materiali fotosensibili

La tecnologia della fotopolimerizzazione è stata sviluppata per la prima volta negli anni ’70 e la ricerca sui fotoiniziatori ha fatto grandi progressi negli ultimi decenni. Ad esempio, la lunghezza d'onda della sorgente luminosa abbinata al fotoiniziatore è stata estesa alla luce visibile e non è più limitata alla regione dell'ultravioletto. Un altro esempio è che introducendo sali ionici o un'azione supramolecolare, i fotoiniziatori possono mantenere buone prestazioni di innesco nel sistema idrico. Nel frattempo, sono stati sviluppati fotoiniziatori macromolecolari per risolvere l'inconveniente che i piccoli fotoiniziatori molecolari possono facilmente migrare dal sistema. Sebbene vi siano ancora sfide non ancora superate in questo campo, la ricerca sui fotoiniziatori non verrà tralasciata. Per non parlare dell'approfondimento della ricerca, lo sviluppo di fotoiniziatori ecologici e multifunzionali che raggiungono eccellenti prestazioni di attivazione diventerà un'altra ricerca di interesse in questo campo.

D'altra parte, il restringimento causato dalla polimerizzazione è sempre stato un importante collo di bottiglia che limita lo sviluppo della tecnologia di fotopolimerizzazione, in particolare la fotopolimerizzazione a radicali liberi. A causa della mancanza di metodi di caratterizzazione in tempo reale per studiare il processo di contrazione del sistema di fotopolimerizzazione, i ricercatori hanno creato mezzi di ricerca per il monitoraggio in tempo reale, studiando così ulteriormente l'effetto delle strutture monomeriche e dei componenti della fotopolimerizzazione sul processo di contrazione complessivo. Sulla base di ciò, è stata sviluppata una nuova strategia che riduce la contrazione da polimerizzazione, che aiuta a ottenere una rapida fotopolimerizzazione allo stato solido dei monomeri di (met)acrilato.