फोटोपॉलिमर

एक फोटोपॉलीमर या प्रकाश-सक्रिय राल एक बहुलक है जो प्रकाश के संपर्क में आने पर अपने गुणों को बदल देता है, अक्सर विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के पराबैंगनी या दृश्य स्पेक्ट्रम क्षेत्र में।ये परिवर्तन अक्सर संरचनात्मक रूप से प्रकट होते हैं, उदाहरण के लिए सामग्री का सख्त होना प्रकाश के संपर्क में आने पर पार लिंक िंग के परिणामस्वरूप होता है। एक उदाहरण नीचे मोनोमर्स, ओलिगोमेर ्स और photoinitiator ्स के मिश्रण को चित्रित करते हुए दिखाया गया है जो इलाज (रसायन विज्ञान) नामक एक प्रक्रिया के माध्यम से एक कठोर बहुलक सामग्री के अनुरूप होते हैं। तकनीकी रूप से उपयोगी अनुप्रयोगों की एक विस्तृत विविधता फोटोपॉलिमर्स पर निर्भर करती है; उदाहरण के लिए, कुछ इनेमल पेंट और वार्निश प्रकाश के संपर्क में आने पर उचित सख्त होने के लिए फोटोपॉलिमर फॉर्मूलेशन पर निर्भर करते हैं। कुछ उदाहरणों में, एक तामचीनी एक सेकंड के एक अंश में प्रकाश के संपर्क में आने पर ठीक हो सकती है, जैसा कि थर्मल रूप से ठीक किए गए तामचीनी के विपरीत होता है जिसमें आधे घंटे या उससे अधिक समय लग सकता है।चिकित्सा, मुद्रण और photoresist प्रौद्योगिकियों के लिए इलाज योग्य सामग्री का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

फोटोपॉलिमर स्कीम1

संरचनात्मक और रासायनिक गुणों में परिवर्तन क्रोमोफोरस द्वारा आंतरिक रूप से प्रेरित किया जा सकता है जो कि बहुलक सबयूनिट में पहले से मौजूद है, या बाह्य रूप से प्रकाश संवेदनशीलता अणुओं के अतिरिक्त है। आम तौर पर वांछित भौतिक गुणों को प्राप्त करने के लिए एक फोटोपॉलिमर में बहुआयामी मोनोमर्स और ओलिगोमर्स का मिश्रण होता है, और इसलिए मोनोमर्स और ओलिगोमर्स की एक विस्तृत विविधता विकसित की गई है जो आंतरिक या बाहरी दीक्षा (रसायन विज्ञान) के माध्यम से प्रकाश की उपस्थिति में बहुलकीकरण कर सकती है। . फोटोपॉलिमर्स इलाज नामक एक प्रक्रिया से गुजरते हैं, जहां ओलिगोमर्स प्रकाश के संपर्क में आने पर क्रॉस से जुड़े होते हैं, जिसे ब्रांचिंग (बहुलक रसायन) के रूप में जाना जाता है। फोटो-क्यूरिंग का परिणाम पॉलिमर के थर्मोसेटिंग पॉलिमर नेटवर्क का निर्माण है। क्यूरिंग (रसायन विज्ञान) | फोटो-क्योरिंग के फायदों में से एक यह है कि इसे चुनिंदा रूप से उच्च ऊर्जा प्रकाश स्रोतों का उपयोग करके किया जा सकता है, उदाहरण के लिए पराबैंगनीकिरण, हालांकि, अधिकांश सिस्टम प्रकाश द्वारा आसानी से सक्रिय नहीं होते हैं, और इस मामले में एक फोटोइनिशियेटर की आवश्यकता होती है। Photoinitiators ऐसे यौगिक हैं जो प्रकाश के विकिरण पर प्रतिक्रियाशील प्रजातियों में विघटित हो जाते हैं जो ओलिगोमर्स पर विशिष्ट कार्यात्मक समूहों के पोलीमराइज़ेशन को सक्रिय करते हैं।प्रकाश के संपर्क में आने पर क्रॉस-लिंकिंग से गुजरने वाले मिश्रण का एक उदाहरण नीचे दिखाया गया है। मिश्रण में मोनोमेरिक स्टाइरीन और ओलिगोमेरिक एक्रिलाट होते हैं।

Photopolymerization के लिए परिचय योजना

आमतौर पर, फोटोपॉलीमराइज़्ड सिस्टम आमतौर पर यूवी विकिरण के माध्यम से ठीक हो जाते हैं, क्योंकि पराबैंगनी प्रकाश अधिक ऊर्जावान होता है। हालांकि, डाई-आधारित फोटोइनिशिएटर सिस्टम के विकास ने प्रकाश के उपयोग की अनुमति दी है, जिसमें सरल और सुरक्षित होने के संभावित फायदे हैं। पिछले कई दशकों में औद्योगिक प्रक्रियाओं में यूवी इलाज का बहुत विस्तार हुआ है। कई पारंपरिक थर्मली क्योर और विलायक -आधारित तकनीकों को फोटोपॉलीमराइज़ेशन तकनीकों द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है। ऊष्मीय रूप से ठीक किए गए पोलीमराइज़ेशन पर पोलीमराइज़ेशन के लाभों में पोलीमराइज़ेशन की उच्च दर और वाष्पशील कार्बनिक सॉल्वैंट्स के उन्मूलन से पर्यावरणीय लाभ शामिल हैं।

फोटोइनिशिएशन के लिए दो सामान्य मार्ग हैं: कट्टरपंथी मुक्त और आयनिक बॉन्ड।सामान्य प्रक्रिया में फोटोइनिशियेटर की थोड़ी मात्रा के साथ नीट पॉलीमर के एक बैच को डोपिंग करना शामिल है, जिसके बाद प्रकाश का चयनात्मक विकिरण होता है, जिसके परिणामस्वरूप अत्यधिक ब्रांचिंग (बहुलक रसायन) | क्रॉस-लिंक्ड उत्पाद होता है। इन प्रतिक्रियाओं में से कई में विलायक की आवश्यकता नहीं होती है जो समग्र लागत को कम करने के अलावा, विलायक और अशुद्धियों के साथ आरंभकर्ताओं की प्रतिक्रिया के माध्यम से श्रृंखला समाप्ति पथ को समाप्त करता है।

आयनिक तंत्र

आयनिक इलाज प्रक्रियाओं में, एक आयनिक फोटोइनिशिएटर का उपयोग oligomers के कार्यात्मक समूह को सक्रिय करने के लिए किया जाता है जो ब्रांचिंग (बहुलक रसायन) | क्रॉस-लिंकिंग में भाग लेने जा रहे हैं। आमतौर पर पोलीमराइज़ेशन एक बहुत ही चयनात्मक प्रक्रिया है और यह महत्वपूर्ण है कि पोलीमराइज़ेशन केवल वहीं होता है जहाँ ऐसा करने की इच्छा होती है। इसे संतुष्ट करने के लिए, तरल नीट ऑलिगोमर को या तो आयनिक या cationic photoinitiators के साथ डोप किया जा सकता है जो प्रकाश के साथ विकीर्ण होने पर ही दीक्षा (रसायन विज्ञान) पोलीमराइज़ेशन करेगा। Cationic photopolymerization में नियोजित मोनोमर्स या कार्यात्मक समूहों में शामिल हैं: स्टाइरीन यौगिक, [[एनोल ईथर]], एन-विनाइल कार्बाज़ोल, लैक्टोन, लैक्टम, चक्रीय ईथर, चक्रीय एसीटल और चक्रीय सिलोक्सेन। बहुसंख्यक आयनिक फोटोइनिशियेटर cationic वर्ग के अंतर्गत आते हैं; anionic photoinitiators की काफी कम जांच की जाती है।cationic आरंभकर्ताओं के कई वर्ग हैं, जिनमें ओनियम यौगिक, ऑर्गोनोमेटेलिक रसायन विज्ञान यौगिक और पाइरिडिनियम लवण शामिल हैं। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, फोटोपॉलीमराइजेशन के लिए उपयोग किए जाने वाले फोटोइनिशिएटर्स की कमियों में से एक यह है कि वे कम पराबैंगनी में अवशोषित होते हैं। फोटोसेंसिटाइज़र, या क्रोमोफोरस, जो बहुत लंबे तरंग दैर्ध्य क्षेत्र में अवशोषित होते हैं, को एक ऊर्जा हस्तांतरण के माध्यम से फोटोइंटरिएटर्स को उत्तेजित करने के लिए नियोजित किया जा सकता है।इस प्रकार की प्रणालियों में अन्य संशोधन फ्री रेडिकल असिस्टेड cationic पोलीमराइज़ेशन हैं। इस मामले में, समाधान में एक अन्य प्रजाति से एक मुक्त मूलक बनता है जो पोलीमराइजेशन शुरू करने के लिए फोटोइंटरिएटर के साथ प्रतिक्रिया करता है। यद्यपि cationic photoinitiators द्वारा सक्रिय यौगिकों का एक विविध समूह है, जो यौगिक अधिकांश औद्योगिक उपयोगों को ढूंढते हैं उनमें एपॉक्साइड्स, ऑक्सेटेन और विनाइल ईथर होते हैं।Cationic photopolymerization का उपयोग करने के फायदों में से एक यह है कि एक बार पोलीमराइज़ेशन शुरू हो जाने के बाद यह ऑक्सीजन के प्रति संवेदनशील नहीं रहता है और अच्छा प्रदर्शन करने के लिए एक अक्रिय गैस वातावरण की आवश्यकता नहीं होती है।

फोटोलिसिस

${\begin{matrix}{}\\{\ce {[R'-R+X^{-}]->[hv]{[R'-R+X-]^{\ast }}->{R^{.+}}+{R'^{.}}+X^{-}->[{\ce {MH}}]{{R+}-H}+{M-R'}+X^{-}->{R}+H+X^{-}}}\\{}\end{matrix}}$

एम = मोनोमर

धनायनित फोटोइनिशियेटर

Cationic पोलीमराइजेशन के लिए प्रस्तावित तंत्र आरंभकर्ता के photoexcitation से शुरू होता है। एक बार उत्तेजित होने पर, होमोलिसिस (रसायन विज्ञान) दरार और काउंटर आयनों का पृथक्करण होता है, एक कट्टरपंथी आयन (आर), एरियल रेडिकल (रसायन विज्ञान) (आर ') और एक अपरिवर्तित काउंटर आयन (एक्स) उत्पन्न करता है। धनायनित रेडिकल द्वारा लेविस एसिड के अमूर्तन से बहुत कमजोर रूप से बंधे हाइड्रोजन और एक फ्री रेडिकल का उत्पादन होता है। एसिड समाधान में आयनों (एक्स) द्वारा आगे अवक्षेपित होता है, एक काउंटर आयन के रूप में शुरुआती आयनों (एक्स) के साथ लुईस एसिड उत्पन्न करता है। ऐसा माना जाता है कि उत्पन्न अम्लीय प्रोटॉन अंततः पोलीमराइज़ेशन की शुरुआत करता है।

ओनियम लवण

1970 के दशक में आर्यल ओनियम यौगिकों की खोज के बाद से, अधिक विशेष रूप से हलोनियम आयन और सल्फोनियम लवणों ने बहुत ध्यान आकर्षित किया है और कई औद्योगिक अनुप्रयोगों को पाया है। अन्य कम आम ओनियम लवणों में अमोनियम और फॉस्फोनियम लवण शामिल हैं।

ओनियम लवण

फोटोइनिशिएटर के रूप में उपयोग किए जाने वाले एक विशिष्ट ओनियम यौगिक में क्रमशः आयोडोनियम और सल्फोनियम के लिए दो या तीन एरीन समूह होते हैं। ओनियम लवण आमतौर पर 225 से फैले पराबैंगनी में लघु तरंग दैर्ध्य प्रकाश को अवशोषित करते हैं–300 एनएम। एक विशेषता जो ओनियम फोटोइनिशियेटर्स के प्रदर्शन के लिए महत्वपूर्ण है, वह यह है कि काउंटर अनियन गैर-न्यूक्लियोफाइल है। चूंकि दीक्षा (रसायन विज्ञान) कदम के दौरान उत्पन्न ब्रोंस्टेड एसिड को पोलीमराइज़ेशन के लिए सक्रिय सर्जक माना जाता है, एक समाप्ति (रसायन विज्ञान) मार्ग है जहां एसिड का काउंटर आयन ओलिगोमर पर एक कार्यात्मक समूहों के बजाय न्यूक्लियोफाइल के रूप में कार्य कर सकता है। आम काउंटर आयनों में शामिल हैं BF−4, PF−6, AsF−6 और SbF−6. काउंटर आयन के आकार और प्रतिशत रूपांतरण के बीच एक अप्रत्यक्ष संबंध है।

ऑर्गेनोमेटेलिक

हालांकि कम आम, संक्रमण धातु परिसरों के रूप में अच्छी तरह से cationic photoinitiators के रूप में कार्य कर सकते हैं। सामान्य तौर पर, पहले वर्णित आयनिक यौगिक आयनों की तुलना में तंत्र अधिक सरल है। इस वर्ग के अधिकांश फोटोइनिशिएटर्स में एक गैर-न्यूक्लियोफिलिक काउंटर आयनों के साथ एक धातु नमक होता है। उदाहरण के लिए, व्यावसायिक अनुप्रयोगों के लिए फेरोसीन लवणों पर अधिक ध्यान दिया गया है। फेरोसिनियम नमक डेरिवेटिव के लिए अवशोषण बैंड बहुत लंबा है, और कभी-कभी दृश्यमान स्पेक्ट्रम, क्षेत्र है। विकिरण पर धातु केंद्र एक या एक से अधिक लिगेंड खो देता है और इन्हें कार्यात्मक समूहों द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है जो पोलीमराइज़ेशन शुरू करते हैं। इस पद्धति की कमियों में से एक ऑक्सीजन के प्रति अधिक संवेदनशीलता है। कई organometallic एनीओनिक फोटोइनिशियेटर भी हैं जो एक समान तंत्र के माध्यम से प्रतिक्रिया करते हैं। आयनिक मामले के लिए, धातु केंद्र की उत्तेजना के बाद या तो हेटरोलिसिस (रसायन विज्ञान) बॉन्ड क्लीवेज या सक्रिय एनीओनिक फोटोइनिशिएटर उत्पन्न करने वाला इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण होता है।

पाइरीडिनियम लवण

आम तौर पर पिरिडीन ियम फोटोइनिशियेटर्स एन-प्रतिस्थापित पाइरीडीन डेरिवेटिव होते हैं, जिसमें नाइट्रोजन पर सकारात्मक चार्ज होता है। काउंटर आयन ज्यादातर मामलों में एक गैर-न्यूक्लियोफिलिक आयन है। विकिरण पर, होमोलिसिस (रसायन विज्ञान) बांड दरार एक पिरिडिनियम रेडिकल आयन और एक तटस्थ मुक्त कट्टरपंथी पैदा करता है। ज्यादातर मामलों में, एक हाइड्रोजन परमाणु को पाइरिडिनियम रेडिकल द्वारा ऑलिगोमर से अलग किया जाता है। हाइड्रोजन के अमूर्तन से उत्पन्न मुक्त रेडिकल को समाधान में फ्री रेडिकल द्वारा समाप्त कर दिया जाता है। इसका परिणाम एक मजबूत पाइरिडिनियम एसिड होता है जो पोलीमराइजेशन शुरू कर सकता है।

फ्री रेडिकल मैकेनिज्म

आजकल, अधिकांश रेडिकल फोटोपॉलीमराइज़ेशन मार्ग एक्रिलेट्स या मेथैक्रिलेट्स में कार्बन डबल बॉन्ड की अतिरिक्त प्रतिक्रियाओं पर आधारित हैं, और ये रास्ते व्यापक रूप से फोटोलिथोग्राफी और स्टीरियोलिथोग्राफी में कार्यरत हैं। कुछ पोलीमराइज़ेशन की रेडिकल पोलीमराइजेशन प्रकृति निर्धारित करने से पहले, कुछ मोनोमर्स को प्रकाश के संपर्क में आने पर पोलीमराइज़ करने के लिए देखा गया था। विनाइल ब्रोमाइड की फोटोप्रेरित मुक्त रेडिकल चेन रिएक्शन को प्रदर्शित करने वाले पहले रूसी रसायनज्ञ इवान ओस्ट्रोमिस्लेंस्की थे, जिन्होंने सिंथेटिक रबर के पोलीमराइजेशन का भी अध्ययन किया था। इसके बाद, कई यौगिकों को प्रकाश से अलग होने के लिए पाया गया और पोलीमराइज़ेशन उद्योग में फोटोइनिशियेटर के रूप में तत्काल उपयोग पाया गया।

रेडिएशन क्यूरेबल सिस्टम के फ्री रेडिकल मैकेनिज्म में, एक फोटोइनिशिएटर द्वारा अवशोषित प्रकाश फ्री-रेडिकल्स उत्पन्न करता है जो कि ठीक की गई फिल्म को उत्पन्न करने के लिए कार्यात्मक ओलिगोमर्स और मोनोमर्स के मिश्रण की क्रॉस-लिंकिंग प्रतिक्रियाओं को प्रेरित करता है। फोटोक्यूरेबल सामग्री जो फ्री-रेडिकल तंत्र के माध्यम से बनती है, श्रृंखला-विकास पोलीमराइज़ेशन से गुजरती है, जिसमें तीन बुनियादी चरण शामिल हैं: दीक्षा, श्रृंखला प्रसार और श्रृंखला समाप्ति। नीचे दी गई योजना में तीन चरण दर्शाए गए हैं, जहां R • रेडिकल का प्रतिनिधित्व करता है जो दीक्षा के दौरान विकिरण के संपर्क में आता है, और M एक मोनोमर है। जो सक्रिय मोनोमर बनता है, उसे फिर बढ़ते पॉलीमेरिक चेन रेडिकल बनाने के लिए प्रचारित किया जाता है। फोटोक्यूरेबल सामग्रियों में प्रसार कदम में प्रीपोलिमर्स या ओलिगोमर्स के प्रतिक्रियाशील डबल बॉन्ड के साथ चेन रेडिकल्स की प्रतिक्रियाएं शामिल हैं। समाप्ति प्रतिक्रिया आमतौर पर गतिज श्रृंखला लंबाई के माध्यम से आगे बढ़ती है, जिसमें दो श्रृंखला मूलक जुड़ते हैं, या गतिज श्रृंखला लंबाई के माध्यम से, जो तब होता है जब एक परमाणु (आमतौर पर हाइड्रोजन) को एक कट्टरपंथी श्रृंखला से दूसरे में स्थानांतरित किया जाता है जिसके परिणामस्वरूप दो बहुलक श्रृंखलाएं होती हैं।

दीक्षा

${\begin{aligned}Initiator+h_{\nu }&{\ce {->R^{\bullet }}}\\{\ce {{R^{\bullet }}+M}}\ &{\ce {->RM^{\bullet }}}\end{aligned}}$

प्रचार

${\ce {{RM^{\bullet }}+M_{\mathit {n}}->RM_{{\mathit {n}}+1}^{\bullet }}}$

समाप्ति

संयोजन

${\ce {{RM_{\mathit {n}}^{\bullet }}+{^{\bullet }M_{\mathit {m}}R}->RM_{\mathit {n}}M_{\mathit {m}}R}}$

अनुपातहीनता

${\ce {{RM_{\mathit {n}}^{\bullet }}+{^{\bullet }M_{\mathit {m}}R}->{RM_{\mathit {n}}}+M_{\mathit {m}}R}}$

रेडिकल चेन ग्रोथ के माध्यम से इलाज करने वाले अधिकांश कंपोजिट में ऑलिगोमर्स और मोनोमर्स का एक विविध मिश्रण होता है, जिसमें फ़ंक्शन (इंजीनियरिंग) की क्षमता होती है, जो 2-8 और आणविक भार 500 से 3000 तक हो सकता है। सामान्य तौर पर, उच्च कार्यक्षमता वाले मोनोमर्स के परिणामस्वरूप एक सख्त क्रॉसलिंकिंग घनत्व होता है। तैयार सामग्री का। आमतौर पर ये ओलिगोमर्स और मोनोमर्स अकेले इस्तेमाल किए जाने वाले वाणिज्यिक प्रकाश स्रोतों के लिए पर्याप्त ऊर्जा को अवशोषित नहीं करते हैं, इसलिए फोटोइंटरिएटर्स शामिल हैं।

फ्री-रेडिकल फोटोइनिशियेटर

दो प्रकार के फ्री-रेडिकल फोटोइनिटेटर्स हैं: एक दो घटक प्रणाली जहां एक डोनर कंपाउंड (जिसे सह-आरंभकर्ता भी कहा जाता है) से हाइड्रोजन परमाणु के अमूर्त के माध्यम से रेडिकल उत्पन्न होता है, और एक-घटक प्रणाली जहां क्लीवेज द्वारा दो रेडिकल उत्पन्न होते हैं। . प्रत्येक प्रकार के फ्री-रेडिकल फोटोइनिशिएटर के उदाहरण नीचे दिखाए गए हैं।

फ्री-रेड प्रकार के फोटोइनिशियेटर1

बेंज़ोफेनोन, ज़ैंथोन, और QUINONES एब्सट्रैक्शन प्रकार के फोटोइनिशिएटर्स के उदाहरण हैं, जिनमें सामान्य दाता यौगिक एलिफ़ेटिक एमाइन होते हैं। डोनर कंपाउंड से परिणामी आर • प्रजाति मुक्त रेडिकल पोलीमराइज़ेशन प्रक्रिया के लिए सर्जक बन जाती है, जबकि शुरुआती फोटोइनिशिएटर (ऊपर दिखाए गए उदाहरण में benzophenone) से उत्पन्न रेडिकल आमतौर पर अप्रतिक्रियाशील होता है।

बेंज़ोइन ईथर, एसिटोफेनोन्स, बेंज़ोयल ऑक्सिम्स, और एसाइलफ़ॉस्फ़ाइन विदलन-प्रकार के फोटोइनिशियेटर के कुछ उदाहरण हैं। प्रजातियों के लिए विखंडन आसानी से होता है, प्रकाश के अवशोषण पर दो मूलक देता है, और उत्पन्न दोनों मूलक आमतौर पर पोलीमराइज़ेशन आरंभ कर सकते हैं। विदलन प्रकार के फोटोइनिशिएटर्स को सह-आरंभकर्ता की आवश्यकता नहीं होती है, जैसे कि एलिफैटिक एमाइन। यह फायदेमंद हो सकता है क्योंकि अमीन भी प्रभावी श्रृंखला स्थानांतरण प्रजातियां हैं। श्रृंखला-स्थानांतरण प्रक्रियाएं श्रृंखला की लंबाई और अंततः परिणामी फिल्म के क्रॉसलिंक घनत्व को कम करती हैं।

ओलिगोमर्स और मोनोमर्स

एक फोटोक्योर सामग्री के गुण, जैसे कि लचीलापन, आसंजन और रासायनिक प्रतिरोध, फोटोक्यूरेबल कंपोजिट में मौजूद कार्यात्मक ओलिगोमर्स द्वारा प्रदान किए जाते हैं। ओलिगोमर्स आमतौर पर एपॉक्साइड्स, पोलीयूरीथेन , पॉलीएथर या पॉलीएस्टर होते हैं, जिनमें से प्रत्येक परिणामी सामग्री को विशिष्ट गुण प्रदान करते हैं। इनमें से प्रत्येक ओलिगोमर्स आमतौर पर एक एक्रिलाट द्वारा क्रियाशील होते हैं। नीचे दिखाया गया एक उदाहरण एक एपॉक्सी ऑलिगोमर है जिसे एक्रिलिक एसिड द्वारा क्रियाशील किया गया है। एक्रिलेटेड एपॉक्सी धात्विक सबस्ट्रेट्स पर कोटिंग्स के रूप में उपयोगी होते हैं और परिणामस्वरूप चमकदार कठोर कोटिंग्स होती हैं। एक्रिलेटेड यूरेथेन ओलिगोमर्स आमतौर पर घर्षण प्रतिरोधी, सख्त और लचीले होते हैं, जो फर्श, कागज, प्रिंटिंग प्लेट और पैकेजिंग सामग्री के लिए आदर्श कोटिंग बनाते हैं। एक्रिलेटेड पॉलीएथर्स और पॉलिएस्टर के परिणामस्वरूप बहुत कठोर विलायक प्रतिरोधी फिल्में बनती हैं, हालांकि, पॉलीएथर्स यूवी क्षरण के लिए प्रवण होते हैं और इसलिए यूवी उपचार योग्य सामग्री में शायद ही कभी उपयोग किए जाते हैं। सामग्री के लिए वांछनीय गुणों को प्राप्त करने के लिए अक्सर फॉर्मूलेशन कई प्रकार के ओलिगोमर्स से बना होता है।

एक्रिलेटेड एपॉक्सी ओलिगोमर

रेडिएशन क्यूरेबल सिस्टम में उपयोग किए जाने वाले मोनोमर्स इलाज की गति, क्रॉसलिंक घनत्व, फिल्म की अंतिम सतह के गुणों और राल की चिपचिपाहट को नियंत्रित करने में मदद करते हैं। मोनोमर्स के उदाहरणों में स्टाइरीन, एन-विनीलपायरोलिडोन और एक्रिलेट्स शामिल हैं। स्टाइरीन एक कम लागत वाला मोनोमर है और तेजी से इलाज प्रदान करता है, एन-विनाइलपायरोलिडोन एक ऐसी सामग्री में परिणामित होता है जो ठीक होने पर अत्यधिक लचीला होता है और इसमें कम विषाक्तता होती है, और एक्रिलेट्स अत्यधिक प्रतिक्रियाशील होते हैं, जो तेजी से इलाज की दर की अनुमति देते हैं, और मोनोमर कार्यक्षमता के साथ अत्यधिक बहुमुखी हैं। मोनोफंक्शनल से टेट्राफंक्शनल। ओलिगोमर्स की तरह, अंतिम सामग्री के वांछित गुणों को प्राप्त करने के लिए कई प्रकार के मोनोमर्स को नियोजित किया जा सकता है।

अनुप्रयोग

Photopolymerization में इमेजिंग से लेकर बायोमेडिकल उपयोगों तक व्यापक अनुप्रयोग हैं।

दंत चिकित्सा

दंत चिकित्सा एक ऐसा क्षेत्र है जिसमें रैडिकल पोलीमराइज़ेशन फोटोपॉलिमर का चिपकने वाले, सीलेंट कंपोजिट और सुरक्षात्मक कोटिंग्स के रूप में व्यापक उपयोग होता है। ये दंत सम्मिश्रण एक कैम्फोरक्विनोन फोटोइनिशिएटर और सिलिकॉन डाइऑक्साइड जैसे अकार्बनिक भराव वाले मेथैक्रिलेट ओलिगोमर्स वाले मैट्रिक्स पर आधारित हैं। राल सीमेंट का उपयोग लुटिंग एजेंट कास्ट सिरेमिक, पूर्ण चीनी मिट्टी के बरतन, और लिबास (दंत चिकित्सा) पुनर्स्थापनों में किया जाता है जो पतले या पारभासी होते हैं, जो सीमेंट को पोलीमराइज़ करने के लिए दृश्य प्रकाश प्रवेश की अनुमति देते हैं। लाइट-एक्टिवेटेड सीमेंट्स रेडिओलुकेंट हो सकते हैं और आमतौर पर विभिन्न रंगों में उपलब्ध कराए जाते हैं क्योंकि इनका उपयोग सौंदर्य की दृष्टि से कठिन परिस्थितियों में किया जाता है। पारंपरिक हैलोजन बल्ब, आर्गन लेज़र और क्सीनन आर्क लैंप वर्तमान में नैदानिक ​​अभ्यास में उपयोग किए जाते हैं। लाइट क्योरिंग यूनिट (एलसीयू) का उपयोग करके प्रकाश-सक्रिय मौखिक बायोमैटेरियल को ठीक करने के लिए एक नया तकनीकी दृष्टिकोण नीले प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) पर आधारित है। एलईडी एलसीयू तकनीक का मुख्य लाभ एलईडी एलसीयू (कई हजार घंटे) का लंबा जीवनकाल है, फिल्टर या कूलिंग फैन की कोई आवश्यकता नहीं है, और वस्तुतः यूनिट के जीवनकाल में प्रकाश उत्पादन में कोई कमी नहीं होती है, जिसके परिणामस्वरूप लगातार और उच्च गुणवत्ता वाले इलाज होते हैं। . एलईडी तकनीक से ठीक किए गए डेंटल कंपोजिट पर इलाज की सरल गहराई के प्रयोग आशाजनक परिणाम दिखाते हैं।

चिकित्सा उपयोग

फोटोक्योर चिपकने वाले का उपयोग कैथेटर्स, श्रवण यंत्र, शल्यचिकित्सा संबंधी नकाब , मेडिकल फिल्टर और रक्त विश्लेषण सेंसर के उत्पादन में भी किया जाता है।ड्रग डिलीवरी, टिशू इंजीनियरिंग और सेल इनकैप्सुलेशन सिस्टम में उपयोग के लिए फोटोपॉलिमर का भी पता लगाया गया है। इन अनुप्रयोगों के लिए फोटोपॉलीमराइजेशन प्रक्रियाएं विवो या पूर्व विवो में किए जाने के लिए विकसित की जा रही हैं। विवो फोटोपॉलीमराइजेशन में न्यूनतम इनवेसिव सर्जरी के साथ उत्पादन और आरोपण के लाभ प्रदान करेगा। पूर्व वीवो फोटोपॉलीमराइजेशन जटिल मेट्रिसेस के निर्माण और निर्माण की बहुमुखी प्रतिभा के लिए अनुमति देगा। हालांकि फोटोपॉलिमर नए बायोमेडिकल अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए वादा दिखाते हैं, लेकिन फोटोपॉलिमरिक सामग्रियों के साथ बायोकम्पैटिबिलिटी को अभी भी संबोधित और विकसित किया जाना चाहिए।

3 डी प्रिंटिग

स्टीरियोलिथोग्राफी, डिजिटल इमेजिंग और 3डी इंकजेट प्रिंटिंग केवल कुछ 3डी प्रिंटिंग तकनीकें हैं जो फोटोपॉलीमराइजेशन पाथवे का उपयोग करती हैं। 3डी प्रिंटिंग आमतौर पर कंप्यूटर-एडेड तकनीकों का उपयोग करती है | सीएडी-सीएएम सॉफ्टवेयर, जो 3डी प्लास्टिक ऑब्जेक्ट में अनुवादित होने के लिए 3डी कंप्यूटर मॉडल बनाता है। छवि को टुकड़ों में काटा गया है; प्रत्येक स्लाइस को तब तरल बहुलक के विकिरण इलाज के माध्यम से पुनर्निर्मित किया जाता है, जिससे छवि को एक ठोस वस्तु में परिवर्तित किया जाता है। 3डी इमेजिंग प्रक्रियाओं में उपयोग किए जाने वाले फोटोपॉलिमर को पर्याप्त क्रॉस-लिंकिंग की आवश्यकता होती है और आदर्श रूप से ठोस वस्तु के विरूपण से बचने के लिए पोलीमराइजेशन पर न्यूनतम मात्रा में संकोचन के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए। 3डी इमेजिंग के लिए उपयोग किए जाने वाले सामान्य मोनोमर्स में मल्टीफंक्शनल एक्रिलेट्स और मेथैक्रिलेट्स शामिल हैं, जो वॉल्यूम संकोचन को कम करने के लिए अक्सर एक गैर-पॉलीमेरिक घटक के साथ संयुक्त होते हैं।Cationic photoinitiators के साथ epoxide रेजिन का एक प्रतिस्पर्धी समग्र मिश्रण तेजी से उपयोग किया जा रहा है क्योंकि रिंग-ओपनिंग पोलीमराइज़ेशन पर उनकी मात्रा में कमी एक्रिलेट्स और मेथैक्रिलेट्स से काफी कम है। रैडिकल पोलीमराइज़ेशन | एपोक्साइड और एक्रिलेट मोनोमर्स दोनों से बने फ्री-रेडिकल और धनायनित बहुलकीकरण पोलीमराइज़ेशन को भी नियोजित किया गया है, जो ऐक्रेलिक मोनोमर से पोलीमराइज़ेशन की उच्च दर और एपॉक्सी मैट्रिक्स से बेहतर यांत्रिक गुणों को प्राप्त करता है।

फोटोरेसिस्ट्स

Photoresist कोटिंग्स, या ओलिगोमर्स हैं, जो एक सतह पर जमा होते हैं और प्रकाश के विकिरण पर गुणों को बदलने के लिए डिज़ाइन किए जाते हैं। ये या तो तरल ओलिगोमर्स को अघुलनशील ब्रांचिंग (बहुलक रसायन) | क्रॉस-लिंक्ड नेटवर्क पॉलिमर में पोलीमराइज़ेशन में बदल देते हैं या पहले से ही ठोस पॉलिमर को तरल उत्पादों में विघटित कर देते हैं। पोलीमराइजेशन के दौरान ब्रांचिंग (बहुलक रसायन) बनाने वाले पॉलिमर को फोटोरेसिस्ट कहा जाता है। इसके विपरीत, फोटोपॉलीमराइजेशन के दौरान विघटित होने वाले पॉलिमर को फोटोरेसिस्ट कहा जाता है। सकारात्मक और नकारात्मक दोनों प्रकार के प्रतिरोधों में माइक्रो-फैब्रिकेटेड चिप्स के डिजाइन और उत्पादन सहित कई अनुप्रयोग पाए गए हैं। एक केंद्रित प्रकाश स्रोत का उपयोग करके प्रतिरोध को प्रतिरूपित करने की क्षमता ने फोटोलिथोग्राफी के क्षेत्र को प्रेरित किया है।

नकारात्मक और सकारात्मक फोटोरेसिस्ट के बीच अंतर

नकारात्मक विरोध करता है

जैसा कि उल्लेख किया गया है, फोटोरेसिस्ट फोटोपॉलिमर हैं जो विकिरण के संपर्क में आने पर अघुलनशील हो जाते हैं। उन्होंने विशेष रूप से इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए छोटे चिप्स को डिजाइन करने और प्रिंट करने के क्षेत्र में कई तरह के व्यावसायिक अनुप्रयोग पाए हैं। अधिकांश नकारात्मक स्वर प्रतिरोधों में पाई जाने वाली एक विशेषता उपयोग किए गए पॉलिमर पर कार्यात्मक समूह शाखाओं की उपस्थिति है। फोटोइनिशिएटर की उपस्थिति में पॉलिमर के विकिरण से रासायनिक रूप से प्रतिरोधी ब्रांचिंग (बहुलक रसायन) का निर्माण होता है। नकारात्मक प्रतिरोधों में उपयोग किया जाने वाला एक सामान्य कार्यात्मक समूह epoxy कार्यात्मक समूह है। इस वर्ग के व्यापक रूप से प्रयुक्त बहुलक का एक उदाहरण SU-8 है। SU-8 इस क्षेत्र में उपयोग किए जाने वाले पहले पॉलिमर में से एक था, और वायर बोर्ड प्रिंटिंग में इसका अनुप्रयोग पाया गया। एक cationic photoinitiator photopolymer की उपस्थिति में, SU-8 विलयन में अन्य पॉलिमर के साथ ब्रांचिंग (बहुलक रसायन) बनाता है। मूल योजना नीचे दिखाई गई है।

SU-8 फोटोपॉलीमराइज़ेशन

SU-8 एक इंट्रामोल्युलर प्रतिक्रिया पोलीमराइज़ेशन का एक उदाहरण है जो ब्रांचिंग (बहुलक रसायन) | क्रॉस-लिंक्ड सामग्री का एक मैट्रिक्स बनाता है। सह-पोलीमराइजेशन का उपयोग करके नकारात्मक प्रतिरोध भी बनाया जा सकता है। इस घटना में कि दो अलग-अलग मोनोमर्स, या ओलिगोमर्स, कई कार्यात्मक समूह के साथ समाधान में हैं, दोनों के लिए पोलीमराइज़ करना और कम घुलनशील बहुलक बनाना संभव है।

निर्माता विशिष्ट इलेक्ट्रॉनिक्स या चिकित्सा उपकरण अनुप्रयोगों जैसे ओईएम असेंबली अनुप्रयोगों में प्रकाश उपचार प्रणालियों का भी उपयोग करते हैं।

सकारात्मक विरोध

विकिरण के लिए एक फोटोरेसिस्ट का एक्सपोजर रासायनिक संरचना को इस तरह बदलता है कि यह एक तरल या अधिक घुलनशील हो जाता है। रासायनिक संरचना में ये परिवर्तन अक्सर बहुलक में विशिष्ट क्रॉस-लिंक के दरार में निहित होते हैं। एक बार विकिरणित होने के बाद, विघटित पॉलिमर को एक डेवलपर सॉल्वेंट का उपयोग करके धोया जा सकता है जो उस बहुलक को पीछे छोड़ देता है जो प्रकाश के संपर्क में नहीं था। इस प्रकार की तकनीक microelectronics जैसे अनुप्रयोगों के लिए बहुत महीन स्टेंसिल के उत्पादन की अनुमति देती है। इस प्रकार के गुणों को प्राप्त करने के लिए, पॉज़िटिव रेजिस्टेंस उन पॉलिमर का उपयोग करते हैं जो उनकी रीढ़ की हड्डी में अस्थिर लिंकर्स के साथ होते हैं, जिन्हें विकिरण पर क्लीव किया जा सकता है, या पॉलीमर में बॉन्ड को हाइड्रोलाइज़ करने के लिए एक फोटोइनिशिएटर | फोटो-जनित एसिड का उपयोग किया जा सकता है। एक बहुलक जो एक तरल या अधिक घुलनशील उत्पाद के विकिरण पर विघटित हो जाता है, उसे फोटोरेसिस्ट कहा जाता है। सामान्य कार्यात्मक समूह जिन्हें फोटो-जनित एसिड उत्प्रेरक द्वारा हाइड्रोलाइज़ किया जा सकता है उनमें पॉलीकार्बोनेट और पॉलिएस्टर शामिल हैं।

ठीक छपाई

File:Moderno-clichè-fotopolimero-tipografia.JPG

फोटोपॉलीमर में निर्मित शहर के नक्शे की एक प्रिंटिंग प्लेट।

फोटोपॉलीमर का उपयोग प्रिंटिंग प्लेट बनाने के लिए किया जा सकता है, जिसे बाद में कागज जैसे धातु के प्रकार पर दबाया जाता है। <रेफरी नाम = "फॉक्स-एम्बॉस" क्या है? >{{cite web|url=http://dolcepress.com/blog/corporate/faux-emboss%7Ctitle="नकली-एम्बॉस" क्या है?|publisher=Dolce Press|accessdate=24 Sep 2015}</ref> धातु या ढलवां धातु के प्रकार में डिज़ाइनों को उकेरने की आवश्यकता के बिना कंप्यूटर पर बनाए गए डिज़ाइनों से पेपर एम्बॉसिंग (या छापा मुद्रण के अधिक सूक्ष्म रूप से त्रि-आयामी प्रभाव) के प्रभाव को प्राप्त करने के लिए इसका उपयोग अक्सर आधुनिक फाइन प्रिंटिंग में किया जाता है। . इसका उपयोग अक्सर व्यवसाय कार्ड के लिए किया जाता है। रेफरी नाम = लेटरप्रेस पॉलिमर प्लेट सर्विस OCP >"छापा बहुलक प्लेट सेवा". Old City Press. Retrieved 24 Sep 2015.</ref>

रिसाव की मरम्मत

औद्योगिक सुविधाएं लीक और दरारों के लिए सीलेंट के रूप में प्रकाश-सक्रिय रेज़िन का उपयोग कर रही हैं। कुछ प्रकाश-सक्रिय रेजिन में अद्वितीय गुण होते हैं जो उन्हें पाइप मरम्मत उत्पाद के रूप में आदर्श बनाते हैं। ये रेजिन किसी भी गीली या सूखी सतह पर तेजी से ठीक हो जाते हैं।

मछली पकड़ना

लाइट-एक्टिवेटेड रेजिन ने हाल ही में फ्लाई टियर्स के साथ बहुत कम सफाई के साथ, कम समय में कस्टम मक्खियों को बनाने के तरीके के रूप में पैर जमाने का काम किया है।

फ्लोर रिफिनिशिंग

लाइट-एक्टिवेटेड रेजिन को फ्लोर रिफिनिशिंग एप्लिकेशन में जगह मिली है, जो परिवेश के तापमान पर इलाज की आवश्यकता के कारण किसी अन्य रसायन के साथ सेवा में तत्काल वापसी की पेशकश नहीं करता है। अनुप्रयोग बाधाओं के कारण, ये कोटिंग्स उच्च तीव्रता वाले डिस्चार्ज लैंप वाले पोर्टेबल उपकरण के साथ विशेष रूप से यूवी इलाज हैं। इस तरह के यूवी कोटिंग्स अब विभिन्न प्रकार के सबस्ट्रेट्स के लिए व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हैं, जैसे कि लकड़ी, विनाइल रचना टाइल और कंक्रीट, लकड़ी की रिफाइनिंग के लिए पारंपरिक पॉलीयुरेथेन और विनाइल रचना टाइलों के लिए कम स्थायित्व वाले ऐक्रेलिक की जगह।

पर्यावरण प्रदूषण

अल्ट्रा-वायलेट प्रकाश के संपर्क में आने के बाद बहुलक प्लेटों को धोने से परिणाम हो सकता है सीवर सिस्टम में प्रवेश करने वाले मोनोमर्स, अंततः महासागरों की प्लास्टिक सामग्री को जोड़ना। वर्तमान जल शोधन प्रतिष्ठान सीवर के पानी से मोनोमर अणुओं को हटाने में सक्षम नहीं हैं। कुछ मोनोमर्स, जैसे स्टाइरीन, जहरीले या कासीनजन होते हैं।