Comment fonctionne la photopolymérisation
On ne peut pas nier que la lumière du soleil est de loin la source de lumière UVA et UVB la plus puissante et la plus connue. Cependant, cette lumière est filtrée par l'ozone terrestre, ce qui produit une lumière beaucoup moins puissante que la lumière de la source d'origine. Alors, est-ce suffisant pour durcir vos matériaux photopolymérisables ?
La réponse courte est NON. Et voici pourquoi :
Le durcissement à la lumière est un processus relativement simple. Les matériaux photopolymérisables (LCM) contiennent des ingrédients appelés photoinitiateurs qui déclenchent la réaction de durcissement lors de l'exposition à certaines longueurs d'onde de lumière. Les LCM atteignent leurs propriétés de durcissement complètes immédiatement après exposition à une lumière de longueur d'onde, d'intensité et de durée appropriées.
Pour vous donner plus de détails, l'intensité est l'énergie lumineuse atteignant une surface par temps et elle est souvent mesurée en mW/cm 2 . Lorsque l'on utilise le terme intensité, il est important de définir la ou les longueurs d'onde. Une lumière d'intensité plus élevée (des longueurs d'onde appropriées) fournira généralement un polymérisation plus rapide. Intensité plus élevée = durcissements plus rapides
La distance par rapport à la source de photopolymérisation affecte également l'intensité. L'intensité diminue à mesure que la distance par rapport à la source de lumière augmente. Lors du durcissement à travers un substrat, des taux de transmission de la lumière inférieurs à 100 % réduiront l'intensité qui atteint le LCM.
De plus, les LCM absorbent eux-mêmes la lumière et ont donc une profondeur de polymérisation maximale. Pour la plupart des produits, cette profondeur est comprise entre ¼" (6 mm) et ½" (12,7 mm). De plus, il peut falloir 3 à 4 fois plus de temps pour polymérisation un produit de ½" (12,7 mm) de profondeur que pour polymérisation ce même produit de ¼" (6 mm) de profondeur.
Par conséquent, la puissance solaire limitée à 3 mW/cm 2 L'énergie ne fournit pas la profondeur de polymérisation requise pour les LCM. Ceux qui essaient quand même peuvent constater que le haut de l'adhésif présente une légère polymérisation en surface, tandis que les sections inférieures de la « goutte d'adhésif » resteront humides et non polymérisées.
Lors d'une journée ensoleillée moyenne dans le Connecticut, aux États-Unis, l'énergie UV mesurable atteignant la surface de la Terre est de 3 mW/cm 2 . Étant donné que la plupart des adhésifs nécessitent un minimum de 75 mW/cm 2 Pour polymérisation, il est évident que le soleil ne suffira pas. Pour comparer avec d'autres endroits du globe, consultez le tableau ci-dessous.
Tableau 1. Irradiance UV-B[a] de la lumière solaire
| Source/Type de lampe ou de lumière solaire | Irradiance de la lampe/lumière solaire en mW/cm | Temps requis pour 5 min de lumière UVB à midi depuis l'équateur ; heures (min) |
| Équateur, midi, SEA 0,0, (Henriksen et al., 1989) | 0,265 | 0,083 (5,0 min) |
| Kodiakanal, Inde (10,14 N) ensoleillé, avril, SEA 0,0, (Sharma et Srivastava, 1992) | 0,260 | 0,085 (5,1 min) |
| Miami, Floride (26 N) midi, 21 juin, solstice d'été SEA 2.3, (Frederick et Snell, 1988) | 0,253 | 0,087 (5,2 min) |
| Neuherberg, Allemagne (48,2 N) clair, 13 juillet, irradiance maximale SEA 26,3, (McKenzie et al., 1993) | 0,175 | 0,13 (7,8 min) |
| Longyearbyen, Norvège (78,2 N), ensoleillé, 15 juillet SEA 54,8, (Henriksen et al., 1989) | 0,55 | 0,40 (24 min) |
| Fort Worth, Texas (32,8 N), ombragé, diffus, 2 mars, 15 h (Gehrmann, 1987) | 0,15 | 1.47 |
Les données de la colonne de gauche sont : l'ensoleillement, l'emplacement, l'heure, la date, la météo, la latitude, l'angle d'élévation solaire (SEA) et la citation de la littérature.