uv固化机能量监控（UV固化过程的流变测量）

紫外光（UV）固化技术是一种在UV光照射下，原料中的光引发剂产生活性自由基或者阳离子，从而迅速引发其余单体以及寡聚物发生聚合，交联以及接枝的反应，从物性状态上通常是由流体状态转变为固体状态。UV固化工艺广泛应用于特种油墨、UV涂料、3D打印、牙科、胶水、指甲胶等方面。

UV固化的流变学表达

使用流变仪可以通过流变学数据的变化实时表现出这个反应过程，如下图所示，是一种光固胶的紫外固化曲线，在30s的时候，通过RheoCompass软件自动开启紫外光源进行持久曝光，通过模量的变化可以观察固化过程。并且可以看出，随着辐射强度增加（UV功率的百分数），固化所需时间不断缩短，最终材料的平台模量也略有上升。

当然，为了节约能耗，我们也可以对材料进行短时曝光（起始时间均可以通过RheoCompass软件控制），激发其交联反应。如下图所示，对涂层的紫外辐射从15s开始，25s结束，总共耗时10s。通过调节辐射强度（1 %或者10%），可以方便的调控涂层固化的溶胶凝胶转变点（G’和G’’的交点）以及固化时间。可以看出在10%的UV功率下，1号和2号样品的固化时间相近，3号样品的固化时间稍长。但在1%的UV功率下，2号样品固化最快，1号样品稍慢，但3号样品的固化时间明显延长很多，并且固化后模量更低。

流变仪的UV测量附件和测量方法

安东帕MCRxx2系列流变仪（一般推荐MCR302）可以配置UV固化单元。此单元以Peltier控温的光学平台为基础，可以在-20 - 200℃内控制样品温度，用透明的石英玻璃作为测试下底板（UV吸收小），UV光源从下方照射样品。

UV光源为Omnicure紫外点光源系统，通过光导管将UV光引入玻璃底板下方。紫外光源的辐射强度可进行调节，辐射波长范围可通过滤波器调节，且流变仪RheoCompass软件可以远程控制紫外光源开关，实现流变测试和紫外光固反应的实时同步，而MCR流变仪独特的 TruStrain™技术可以保证固化数据的快速准确采集。

Omnicure配置的为100W高压汞灯，其在不同波段的功率大致如下：

对于固化后不易清理的样品，可以使用可抛弃式平板进行测量，测量后可以更换新的平板测量头，一般使用直径为25mm的平行板。如果样品容易清理，比如水凝胶，可以使用标准的平行板进行测量。