烷基硅氧烷改性紫外模压全息塑料的性能及应用OA
Properties and Applications of Alkylsiloxane-Modified UV-Embossed Holographic Plastics
紫外(UV)模压全息塑料是一类基于UV光固化技术制备的光学功能材料,通过UV树脂的原位光固化反应,将镀镍全息母版(俗称镍版)表面的微纳结构信息转印至柔性基材表面.与热模压全息技术相比,UV模压全息技术,室温进行,无需高温热压,节能环保,且能将转印结构的深度从纳米级扩至亚微米甚至微米级,使全息塑料存储的信息更加丰富,在裸眼3D显示、先进防伪、家电产品外观设计及汽车内饰等高附加值领域具有广阔的应用前景.然而,UV树脂固化后通常会与镍版产生较强附着力,导致粘版,进而引起全息塑料撕裂并从基材表面剥落,不仅造成转印信息缺失,还严重污染镍版,影响模压转印效果.为解决该问题,本文采用粘附力低的十二烷基三甲氧基硅烷(DTMS)改性UV模压全息塑料.实验结果表明,当DTMS质量分数增至7%时,UV树脂的黏度可降低38%,有利于模压时充分填充镍版表面的微纳结构;与改性前相比,树脂固化后表面能下降了44%,显著降低粘版面积比并提高转印批次稳定性,最大粘版面积比从93%降至11%,15组实验粘版频率从100%降至13%;但树脂单体最终转化率几乎不变,均达99%.改性后的UV模压全息塑料具有较好的耐老化性能,紫外(890 mW/m2,企标)老化168 h前后的色差值(ΔE)小于2.改性后的UV模压全息塑料能够实现对全息母版表面复杂图案信息的完整转印,并清晰再现裸眼可见的3D图像、原位四重图像等多种光学效果.
UV embossed holographic plastics are optical functional materials fabricated via UV-curing technology,enabling the transfer of microscale and even nanoscale structures from a nickel master to flexible substrates.Compared to thermal molding,UV molding proceeds at room temperature without high pressure,allowing deeper pattern replication.However,strong adhesion to the nickel master often causes sticking,leading to defects.Herein,we modified the UV resin with dodecyltrimethoxysilane(DTMS).Results show that it reduces viscosity by 38%and surface energy by 44%at 7%DTMS,significantly lowering the highest shed area ratio from 93%to 11%and the sticking frequency from 100%to 13%in 15 tests,while maintaining a final monomer conversion of 99%.The modified holographic plastic exhibits good UV aging resistance(ΔE＜2 after 168 h).Also,it enables accurate reproduction of complex optical effects,such as a 3D image to the naked eye and an in-situ integrated quad-image.
袁仟喜;王慧;王功茂;牟靖文;张静;熊丽端;彭海炎;解孝林
华中科技大学化学与化工学院,武汉 430074武汉华工图像技术开发有限公司,武汉 430223华中科技大学化学与化工学院,武汉 430074武汉华工图像技术开发有限公司,武汉 430223武汉华工图像技术开发有限公司,武汉 430223武汉华工图像技术开发有限公司,武汉 430223华中科技大学化学与化工学院,武汉 430074华中科技大学化学与化工学院,武汉 430074
化学化工
紫外模压全息塑料十二烷基三甲氧基硅烷粘版面积比原位四重图像裸眼3D图像
UV embossed holographic plasticDodecyltrimethoxysilaneShed area ratioIn-situ integrated quad-image3D image to the naked eye
《应用化学》 2026 (5)
698-708,中插1-中插2,13
国家重点研发计划(Nos.2023YFB3812404,2023YFB3812400)和国家自然科学基金(No.52233005)资助 Supported by the National Key Research and Development Program of China(Nos.2023YFB3812404,2023YFB3812400)and the National Natural Science Foundation of China(No.52233005)
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