fotopolimeroituvat

Fotopolimeroituvat aineet ovat monomeerien tai prepolimerien joukko, jotka polymeroituvat valon vaikutuksesta. Tyypillisesti ne koostuvat reagoivista monomeereistä ja fotoinitaattorista, joka absorboi valoa ja aloittaa polymerisaation. Yleisimmin käytetään UV- tai näkyvän valon lähteitä.

Käynnistäminen tapahtuu fotoinitaattorin avulla: valon absorptio vapauttaa reaktiotuotteita, kuten radikaaleja tai kationeja, jotka aloittavat monomeerien ja/tai oligomeerien ketjuuntumisen ja mahdollisesti ristiinlinkittymisen. Radikaalipolimeroituminen kattaa usein acryl-, metakrylaatti- ja uretaanipohjaiset järjestelmät, kun taas kationinen polymerointi hyödyntää onium-salttia epoxy- tai alkyylialkilaattien kovalenteisessa polymerisaatiossa. Oksygenin vaikutus voi hidastaa radikaalireaktiota, mikä tunnetaan hapensaamisena.

Laadullisesti fotopolimeroituvat systeemit voidaan jakaa:

- UV- tai näkyvän valon kovalenttisesti kytketyihin resiineihin (esim. valokovettuvet acrylaatit ja uretaanialkylakrylaat).

- Kationisiin fotopolymeerointiin perustuviiin järjestelmiin, kuten epoxy- tai silikonipohjaiset resiinit, joissa on onium-saltti.

Sovellukset kattavat laajasti: valokovettuja valmisteita käytetään valotarkkoihin kuvioihin (fotokalvot, fotoresistit puolijohteissa), stereolithography- ja muiden 3D-tulostusmenetelmien valokovettuja kerroksia, lääke- ja hammaslääketieteellisiä resineja sekä pintakäsittelyjä ja suojapinnoitteita.

Ominaisuuksiin vaikuttavat kylläisyys, kovetumisnopeus, verkoston tiheys ja kutistuma sekä valotoiminnan energia. Fotopolimeroituvien käyttöedut ovat nopea kovettuminen ja mahdollisuus valmistaa tarkkoja kuvioita lämpötilariippumattomasti, mutta niihin liittyy joskus kutistumaa, haurastumista ja fotoinitiatorien säteily- ja ympäristövaikutuksia sekä materiaalien yhteensopivuusongelmia.