94
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
p
k
n
HM (CR) M HM M (CR)
n
+
−
+
−
+ →
(3)
где
k
р
—
константа скорости роста цепи.
Отметим, что полимеризация носит пространственный характер.
Это вызвано тем, что у молекул олигомера (мономера) две двойные
связи и при срастании происходит ветвление. Таким образом, возни-
кает цепная реакция полимеризации со срастанием (в теории) беско-
нечного числа молекул олигомера. На практике в определенный мо-
мент времени происходит обрыв реакционной цепи, что связано с ис-
чезновением неспаренного электрона. Как правило, обрыв является
результатом взаимодействия двух радикалов (рекомбинация, диспро-
порционирование), либо радикала и молекулы ингибитора.
В последние годы в лазерной стереолитографии для фотоинициа-
ции реакции полимеризации также стало использоваться и видимое
излучение в диапазоне значений длины волны 440…540 нм (голубое —
зеленое излучение) [4, 9, 10]. Увеличение длины волны от ультрафио-
летового диапазона до голубого значительно не изменяет состав
использующейся ФПК. Однако при
n
HM (CR) M
+
−
+ →
n
HM M (CR)
+
−
использовании зеленого излучения потребовалось внести весомые
коррективы в состав ФПК, связанные с изменением механизма иниции-
рования реакции полимеризации. Это связано с тем, что низкой энер-
гии фотона
h
ν
зеленого излучения недостаточно для непосредствен-
ного возбуждения фотоинициатора и его разложения на свободные
радикалы.
Для лазерного излучения с низкой энергией фотонов (
λ
= 532 нм)
была разработана новая акриловая ФПК. При этом была использова-
на система инициации, имеющая принципиальное отличие от систем
инициации, применяющихся для фотополимеризации под воздей-
ствием лазерного ультрафиолетового излучения. Система инициации
нового ФПК содержит дополнительный элемент — фотосенсибили-
затор (химическое соединение, эффективно поглощающее лазерное
излучение длины волны), а фотоинициатор является соинициатором
(
донором электрона). В результате этих преобразований механизм
инициирования стал протекать следующим образом.
Зеленое лазерное излучение, попадая в ФПК, поглощается моле-
кулами сенсибилизатора (красителя), которые переходят в возбуж-
денное триплетное состояние. Возбужденный сенсибилизатор взаи-
модействует с соинициатором и образует комплекс столкновения.
При этом происходит перенос заряда — эксиплексное состояние
(
термин «эксиплекс» указывает на возникновение возбужденного
комплекса определенного стехиометрического состава, образованно-
го возбужденной молекулой и одной или несколькими другими мо-
лекулами, находящимися в основном состоянии) и передача энергии.
В результате полученной энергии возбужденный соинициатор распа-
дается на свободные радикалы — молекулы, у которых либо отсут-