ВСТУП

Фотополімеризаційноздатні матеріали (ФПМ) – це композиції, що складаються з композицій, які полімеризуються і складових які не входять у ці композиції. Звичайно такими складовими є полімерні, найчастіше лавсанові плівки, металеві пластини, волокна, адгезити та інші матеріали, що виконують функцію захисних, адгезиоційних, стабілізуючих або розміростійких шарів, поповнювачів та інші.

Фотополімеризаційноздатні композиції (ФПК) – це багато компонентна суміш індивідуальних хімічних речовин, що під дією УФ або видимого світла відбувається ряд фотохімічних і фотофізичних перетворень у наслідок чого є зміна фотохімічних і фотофізичних властивостей. Такі перетворення супроводжуються утворенням просторово-зшитого (тримірного) полімеру.

Розрізняють два основних типи ФПК, а саме рідкі (РФПК) і тверді (ТФПК). Перший тип композиції до опромінення УФ світлом заходяться в рідкому агрегатному стані, другий тип – твердому. Після опромінення композиції обох типів знаходяться у твердому агрегатному стані і після технологічної обробки, промивання й інших операцій утворять рельєфне зображення, тобто фотополімерні друковані форми.

Фотополімерна друкована форма (ФПФ) – це друкована форма високого друку, виготовлена з ФПК, у результаті полімеризації проекспанованих, через негатив, друкованих елементів і видалення незаполимеризовавшихся пробільних елементів [1].

Фотополімеризаційноздатні пластини для глибокого друку складаються з наступних шарів:

– захисної плівки, що служить для захисту фотополімеризаційноздатного шару від світлового випромінювання і яких-небудь інших зовнішніх впливів (ця плівка віддаляється тільки в процесі виготовлення форми перед основним експонуванням);

– фотополімеризаційноздатного нейлонового полімерного (рельєфного) шару, завдяки якому формуються піднесені друкуючі і заглиблені пробільні елементи;

– підложка, що служить як основа для рельєфу (друкуючих елементів) і може бути виконана з різних матеріалів: поліефіру (лавсану), алюмінію або сталі.

Крім цих шарів на пластині присутні покривний і адгезійний шари. Вони потрібні, щоб фотополімеризаційноздатний шар, з одного боку, не прилипав до негатива, а, з іншого, – міцно з’єднувався з підложкою [2].

Палітра ФПК дуже різноманітна. В усьому світі запатентоване дуже велике число всіляких сполук ФПК. На наш погляд, в основу їх загальної класифікації можна покласти хімічний склад композицій, що далі визначає фізичні властивості, конструкційні, технологічні, експлуатаційні параметри й у кінцевому рахунку, область застосування ФПМ. Виходячи з цього, ієрархію основних класифікаційних ознак ФПК можна представити наступним рис. 1.

Рис. 1

Хімічний склад фпм

Хімічний склад визначає основні властивості ФПК, конструкційно-технологічні параметри, в остаточному підсумку, області їх застосування. Основні інгредієнти, що входять до складу композиції, представлені на рис. 2.

Рис. 2

Конкретні сполуки ФПК сильно розрізняються, але усі вони містять, що найменше, два компоненти: зшиваючиздатний агент і фотоініціатор.

Зшиваючиздатні агенти – це органічні сполуки (тобто мономери або олігомери), що у результаті полімеризації або сополімеризації за рахунок гомо- або гетеролітічного розкриття подвійних вуглець-вуглецевих зв’язків або інших функціональних груп утворять просторово-зшиті (тримірні) полімерні структури. Найчастіше, у якості зшиваючиздатних агентів у ФПК використовують складні ефіри акрилової або метакрилової кислот, що можуть розрізнятися числом (позначок) акрилатних груп, молекулярною масою і наявністю інших функціональних груп, що роблять вплив на реакційну здатність і фізичні властивості цих сполук.

Фотоініціатори – це низько- або високомолекулярні органічні сполуки, що поглинаючи світло визначеної довжини хвилі, перетворюючі ряд фотофізичних і фотохімічних перетворень, що приводять до зміни їх хімічної будови й утворенню активних часток, що ініціюють процес полімеризації. У залежності від характеру заряду і конфігурації електронної оболонки ці частки можуть ініціювати іонну (катіонну або аніонну, відповідно позитивно або негативно заряджені частки) або радикальну полімеризацію. Природа часток, що утворюються при фотолізі, залежить від механізму утворення радикалів, розрізняють фотодиссаціюючі і фотовідновлюючі фотоініциатори.

Фотодиссаціюючі ініціатори утворять радикальну пару внаслідок руйнування ковалентного зв’язку в молекулі фотоініціатора, збудженої квантом поглинання світла.

Фотовідновлюючі ініціатори, утворять радикали в процесі хімічної реакції переносу протона (відновлення) від підходящого донора фото збудженою молекулою ініціатора Асортимент фотоініціаторів промислового виробництва сьогодні досить великий. Як ініціатори першого типу найчастіше використовують ефірні бензойні, диоксикетали ароматичних дикетонів, похідні ацетофенона. В якості фотовідновлюючих фотоініціаторів запропонований ряд похідних атрахінонів, бензофенона, барвників.

На відміну від фотоініціаторів, фотосенсибілізатори можуть ініціювати процес полімеризації шляхом фотофізичного переносу енергії порушення. При цьому молекули фотосенсибілізаторів не перетерплюють, у кінцевому рахунку, ніяких змін хімічного характеру.

Хімічний склад ФПК розрізняється й у залежності від їх агрегатного стану в неопроміненому виді. ТФПК, на відміну від РФПК, містять плівкоутворювальні полімери, що відіграють роль полімерної матриці – розчинника інших компонентів композиції. Хімічна природа і будова полімеру впливають на фізико-механічні властивості плівок композицій, їх розчинність і світлочутливість. Серед водорозчинних полімерів, застосовуваних у ФПК промислового виробництва, використовують полівініловий спирт і його сополімери, водорозчинні похідні целюлози або поліефіри. Як полімерну основу еластичних ФПК у більшості випадків використовують еластомерні або термоеластопласти, наприклад, дивінілстирольні або ізопренстирольні блок сополімери й інші, котрі добре розчинні в органічних розчинниках.

Для додання ФПК різноманітних фізичних і експлуатаційних властивостей застосовують модифікуючи добавки, що підвищують світлочутливість, розширюють область спеціальної сприйнятливості, змінюють фізико-механічні властивості, підвищують стабільність композицій при збереженні та ін.