Как использовать акриловые гели и среды (видео)

Считаете ли вы, что вам следует использовать среды?

Вы, наверное, привезли пару и поигрались, но используете ли вы подходящие?

Или злоупотребление медиумами приносит больше вреда, чем пользы?

Акриловые краски могут изменить консистенцию акриловой краски и предоставить вам больше гибкости и творческой свободы, чем любой другой тип краски.

Уловка состоит в том, чтобы использовать правильные для правильной ситуации.

В чем разница между гелями и средами?

Гели обычно используются густо, чтобы сохранить форму и придать текстуру.

Среды текучие и используются для разбавления красок и предоставления акриловым краскам дополнительного рабочего времени для смешивания…

Как читать этикетку на акриловом геле

Название часто описывает консистенция, связующее и глянцевое покрытие.

Например:

• Soft Gel Gloss — Мягкий (более тонкая консистенция) гель (связующее) блеск (блеск)

• Regular Gel Matte — Обычный (такой же консистенции, как у обычной краски) гель (связующее) матовый (блеск)

• Heavy Gel Semi-Gloss — Гель для тяжелых тел (более плотная консистенция) (связующее) сатин (блеск)

Итак, если вы используете тяжелый акрил для тела и хотите, чтобы он пошел дальше, но не Если вы не хотите менять его консистенцию, вы можете добавить «Обычный гель» (матовый, полуглянцевый или глянцевый).

Это увеличит объем вашей краски без необходимости использования большого количества чистого пигмента.(Это, конечно, снизит укрывистость краски)

Название не означает, что мягкий гель после высыхания будет иметь мягкое покрытие. Это просто означает, что он имеет более мягкую консистенцию, то есть более тонкую консистенцию, это немного вводит в заблуждение.

Если вы думаете о них с точки зрения кулинарии, среды похожи на сливки, гели могут варьироваться от двойных сливок до взбитых сливок!

В видеоуроке выше я демонстрирую обычный гель и сверхтяжелый гель

7 основных свойств гелей и сред

Консистенция: Гели варьируются от мягких до сверхтяжелых, в зависимости от того, какой финиш вы хотите получить.
Блеск: Обычно у вас будет матовое, полуглянцевое и глянцевое покрытие.
Прозрачность : Глазурная жидкость может создавать тонкие полупрозрачные пленки краски — идеально для классических техник окраски, таких как глазирование.
Склеивание / ламинирование: Soft Gel Gloss можно использовать в качестве заменителя клея для создания эффектов коллажа.
Пленка краски: Создает слой краски, который «скрепляет», если слишком водянистая пленка акриловой краски часто не удерживается тонким слоем, она может отделиться.Используя материал, например, глазурь, вы можете работать с тонкими слоями, которые не растекаются, но все же имеют стеклянную отделку.
Стоимость: Используя среду для растягивания краски, вы можете добиться большего.
Добавление текстуры: Вместо использования густой краски вы можете создать текстуру с помощью геля и краски поверх.

Почему их так много?

Хороший вопрос, у некоторых производителей есть огромный выбор носителей, из которых часто бывает слишком много выбора, поэтому часто вы просто выбираете одну, случайный выбор на инстинкте, и это не дает желаемых результатов, поэтому вы не делаете этого. Я вообще не пробую.

Я использую 2.

Я очень стараюсь, чтобы ваша картина была как можно более простой, когда вы только начинаете, потому что чем меньше вам придется беспокоиться технически, тем больше у вас будет времени на рисование.

Я использую Soft Gel Gloss и Glazing Liquid Gloss на 90% своих акриловых картин.

Вот и все.

Почему?

Мягкий гель-блеск имеет 2 различных применения:

1. Чтобы разбавить консистенцию краски, но при этом сохранить видимые следы кисти.
2. Разбавить водой для создания изоляционного покрытия. Изоляционное покрытие помогает отделить картину от последнего слоя лака и защитить картину от атмосферы. (см. Как нанести изолирующий слой)

Glazing Liquid Gloss используется для смешивания краев и получения очень тонких глазурей при работе на мольберте.

Профессиональный совет: я использую глянцевую версию глазирующей жидкости, потому что в полуглянцевых и матовых версиях матирующее средство, содержащееся в среде, иногда может вызывать молочный оттенок, особенно на очень темных, черных участках картины.

Из чего состоят гели?

Гели изготовлены из связующего вещества, которое используется при создании акриловых красок — акрилового полимера.

Так, например, акриловая краска желтая охра содержит: пигмент (желтая охра) и связующее (акриловый полимер)

Гель содержит связующее вещество (акриловый полимер), поэтому по сути является бесцветной краской.

Они бывают разных текстур и консистенций, которые можно комбинировать с вашей краской, чтобы управлять желаемыми эффектами.

Все дело в деньгах

Одна из основных задач гелей и наполнителей — продлить срок действия краски по экономическим причинам.

Используя качественный акрил, смешанный с гелем (лучше всего подойдет обычный гель или мягкий гель), вы можете эффективно создать свою собственную «самодельную» студенческую коллекцию.

Предупреждение: хотя консистенция будет похожа на диапазон художника, то, как краска ведет себя и ощущается на кисти, немного отличается, поэтому я предпочитаю использовать ее только для подкраски.

При смешивании краски с гелями ограничений на количество добавляемого геля нет, все, что произойдет, это то, что смесь краски станет все менее и менее непрозрачной. Это будет то же самое, если вы разбавите краску водой, конечно, но с водой это сделает консистенцию более тонкой, тогда как с гелем вы можете сохранить тяжелую консистенцию краски.

Я предпочитаю немного разбавлять краски, когда использую локальные цвета для картины, поэтому я бы использовал для этого мягкий гель-блеск.

Разбавляет консистенцию краски из тюбика (с использованием GOLDEN тяжелых акриловых красок), но при этом создает идеальную консистенцию для моей начальной стадии «укладки» картины.

Это все равно что быть вашим собственным мини-производителем красок!

Профессиональный совет: в целом акриловые краски очень безопасны, без обесцвечивания, в отличие от масляной краски, где чем больше масла добавлено, тем медленнее время высыхания и выше вероятность обесцвечивания картины с течением времени — из-за дополнительного количества масло в лакокрасочной пленке.

В видеоуроке выше я демонстрирую мягкий гелевый блеск и гель с крупной пемзой

Вы художник или разливщик?

Различные гели имеют разный химический состав, который влияет на их смешивание с краской. Если вы хотите, чтобы краска по-прежнему ощущалась как краска, сохраняла мазки кисти, оставалась пиками или текстурой, тогда идеально подойдет гель с тем, что технически называется с короткой реологией . «Реологический загуститель» помогает среде оставаться в фиксированной форме, а не выравниваться.

Итак, если вы хотите создать текстурную текстуру предмета с помощью мастихина, использование «Extra Heavy Body Gel» создаст жесткие пики, которые удерживают форму.

Другие гели были специально разработаны для выравнивания и никогда не смогут оставаться в фиксированной форме. Clear Tar Gel, как следует из названия, имеет очень вязкую, вязкую текстуру, очень похожую на патоку. (извините за другую аналогию с выпечкой) это называется длинная реология .

Таким образом, даже если 2 геля могут иметь одинаковую толщину и консистенцию (часто называемую вязкостью), они будут вести себя по-разному в зависимости от того, был ли добавлен «реологический загуститель».

Например:

и мягкий гель имеют одинаковую консистенцию, самовыравнивающийся гель отлично подойдет для создания рисунка, на котором вы не хотите видеть никаких видимых следов кисти, тогда как мягкий гель поможет для достижения более текстурного эффекта.

Обратите внимание: Clear Tar Gel и Self Leveling Gel являются исключениями из правила геля для придания текстуры и вязкости вашей акриловой краске.

Specialized Gels

Golden производит несколько специализированных акриловых гелей Acrylic Gels , которые добавляют грубую или зернистую текстуру, от геля пемзы, который отлично подходит для пляжных сцен, до формовочной пасты, которая идеально подходит для создания поверхностей, ее даже можно вырезать!

Жидкие среды, такие как жидкий блеск для акрилового остекления, отлично подходят для увеличения рабочего времени акриловых красок и упрощают смешивание.

Видео, демонстрирующее Acrylic Glazing Medium и Acrylic Retarder

Хотите узнать больше о том, как использовать гели в акриловых картинах?

Вам следует взглянуть на мой курс «Абсолютные новички» по рисованию акриловыми красками «», где я учу вас классическим техникам рисования с использованием современных акриловых красок.

Продукция Norland

Norland Фотогравюра Клей

Введение

Хотя рыбный желатин используется в коммерческих процессах с 1890 г., немногие люди знают, что существует любой другой тип желатина, кроме животного.Оба получены из похожего источника кожи. С животным желатином, обычным источником является шкура крупного рогатого скота, хотя можно получить желатин. из кожи любого другого животного, где имеется достаточное количество быть найденным. Рыбный желатин обычно получают из трески.

Химически говоря, оба типа желатина имеют одинаковые 20 основных химических компонентов. Однако пропорции этих химических компонентов различаются в зависимости от на источник, будь то рыба или животное, или другое виды рыб или животных.В основное отличие рыбного желатина от животного в том, что водный раствор рыбьего желатина представляет собой жидкость при комнатной температуре, тогда как водный раствор желатина животного происхождения — твердое вещество. Оба желатина обладают другими свойствами. которые похожи. Их можно использовать как высокопрочные клеи (рыбий клей и спрячьте клей). Из них получаются отличные основы для эмульсий, и они можно сделать светочувствительным путем добавления сенсибилизаторов, тем самым находя применение в фотографических процессах.

Рыба желатин известен с 1890 года как клей для фоторедакторов. Фотогравюра клей может быть разной степени чистоты, сорт желатина быть кристально чистым. Поскольку рыбный желатин (или рыбный клей) — это жидкость при комнатной температуре с ним легко обращаться как с покрытием. Соли хрома (например, бихромат аммония, бихромат калия или хромат аммония) можно добавлять в различных пропорциях, чтобы сделать желатин чувствительным зажечь.Воздействие света (особенно актиничных лучей ультрафиолета). лампы или солнечного света) переводит желатин в нерастворимую форму, хотя точная реакция до сих пор не совсем понятна химикам.

использование клея для фотогравюры в фоторезисте принципиально основано по адаптации этих свойств; растворы рыбьего желатина могут быть сделаны светочувствительными, удобны в использовании в качестве покрытий и после высыхания эти покрытия могут переводиться в нерастворимую форму на свету.Дальнейшая выпечка будет превратить покрытие в кислотостойкий полимер.

Химия

Рыба желатин — это молекула белка, состоящая из сложной цепи из 20 аминокислоты. Молекулярная масса рыбьего желатина (или фотогравировка клей) оценивается от 30 000 до 60 000. Особые свойства молекулы зависят от длины ее молекулярной цепи и реакционноспособные концевые группы, которые находятся в молекуле.Эти реактивные группы представляют собой гидрокси (OH), карбокси (COOH) и амино (Nh3).

фотоупрочнение бихромированных коллоидных слоев изучено на некоторая длина за последние годы. В литературе имеется значительный ссылка на различные объяснения. Предлагаем фотоотверждение. быть результатом окислительно-восстановительной реакции, которая ускоряется светом в ультрафиолетовом диапазоне длин волн.Окисление-восстановление уравнение для бихромата выглядит следующим образом:

Менее под действием света коллоид окисляется бихроматом, и образуется трехвалентный хром. Поскольку ионы трехвалентных металлов образуют гель коллоид, образовавшиеся участки, подверженные воздействию света, не смываются при промывании коллоидного слоя водой.

чувствительность покрытия зависит от следующих факторов:

1.Состав покрытия.

состав покрытия требует коллоида, который реагирует с бихроматом в ультрафиолетовом свете и сшивки с образующимся трехвалентным хромом сформировать гель.

2. Толщина покрытия.

С свет должен проникать и переводить покрытие в нерастворимую форму до границы раздела. Для покрытой поверхности важна толщина.В противном случае там прилипания не будет.

3. Расстояние света от покрытия.

Это определяет интенсивность на поверхности фоторезиста.

4. Длина волны источника света.

источник света должен иметь подходящую длину волны, которая поглощается фото сопротивляются.

5. Время выдержки.

время воздействия (вместе с интенсивностью) определяет общий свет энергия.

В формирование бихромированного коллоидного изображения на металлической поверхности необходимо для получения гелеобразного изображения, которое трудно смыть. Недостаточный воздействие приведет к образованию недостаточного количества трехвалентных ионов.Полученное изображение не будет образовывать твердый гель, но будет набухать и шелушиться. гаснет при смывании водой. Должна быть сделана достаточная экспозиция, чтобы изображение не будет сильно набухать при стирке, а затем сохнет до глянцевого покрытия.

соотношение бихромата к коллоиду также повлияет на чувствительность. Для фотогравировальный клей, соотношение может варьироваться от 1 части аммония бихромат / 20 частей жидкого клея (по весу при поставке) на 1 часть бихромат аммония / 7 частей жидкого клея.Чувствительность увеличится по мере увеличения концентрации бихромата, достигая пика примерно при 1 часть бихромата аммония / 10 частей веса жидкого клея. Дополнительный концентрация бихромата снизит чувствительность, потому что свет не будет так глубоко проникать в покрытие.

небольшой процент бихромата вступает в реакцию с коллоидом. В остаток вымывается на этапе проявления изображения.Тем не мение, избыточное количество необходимо для получения правильной чувствительности.

Общие Свойства фотогравировального клея Norland

Норланд Клей для фотогравюры поставляется в виде раствора с содержанием твердых частиц 45% и вязкостью в диапазоне 4000-5000 сантипуаз, или аналогично меду. Клей при поставке защищен бактерицидным агентом, который дает это долгий срок хранения.Предпочтительная температура хранения 75 ° F (24 ° C). или меньше, вдали от воздействия тепла или прямых солнечных лучей.

Нравится вязкость всех коллоидных растворов зависит от температуры. Клей для фотогравюры становится более вязким при понижении температуры, и образует гель при температуре ниже 50 ° F (10 ° C). Если холодный или гелеобразный клей нагревают до комнатной температуры, вязкость вернется в нормальное состояние без каких-либо химических изменений.Если прилетит клей замороженные или загущенные из-за зимних температур, хранить при комнатной температуре за сутки до использования, чтобы его можно было вылить из емкости.

Фотогравюра клей — это белок, который является отличной пищей для бактерий. Клей при поставке защищен. Разбавление снизит эффективность консервант и нестерильная вода обеспечат бактерии культуры необходимо, чтобы начать энергичный рост в течение нескольких дней.В добавление бихромата будет действовать как консервант и эффективно остановить любое бактериальное действие. Сказанное выше указано для того, чтобы пользователь не требует предварительного разбавления большого количества клея для фотогравюры. Разбавить Достаточно только для того, чтобы фото устояло.

Смешивание из Resist

Кому сделать фоторезист, фотогравировальный клей необходимо разбавить водой для придания покрытию нужной вязкости.Затем добавляется сенсибилизатор с любые дополнительные ингредиенты, которые описаны ниже.

Здесь хорошая стартовая формула:

Кому перемешать, разбавить клей водой с помощью мешалки. Добавьте бихромат аммония, и дайте смеси достаточно времени, чтобы растворить бихромат, пока перемешивание.

приведенная выше формула основана на массовых процентах и ​​даст общий твердые частицы примерно 15%. Этот диапазон вязкости будет 10-12 сантипуаз. Это хороший диапазон для нанесения вихревого покрытия или покрытия погружением.

PH фоторезиста будет 5,5-5,6. В решении будет полочка срок службы 4-7 дней в зависимости от температуры хранения. Температура температура 65-70ºF (18-20ºC) обычно является предпочтительной. Более высокие температуры сократит срок хранения.

фоторезист следует отфильтровать перед использованием и дать ему постоять. удалить пузырьки воздуха. Мы используем картриджный фильтр 5 микрон, который дает отличные результаты.Если требуется более тонкая фильтрация, микропористые фильтры доступны для удаления частиц размером до 1 микрона.

Магазин фоторезист в контейнере из нержавеющей стали или темного пластика контейнер, вдали от яркого света. Фоторезист не очень чувствительный к видимому свету, но желательно с желтым светом.

количество добавляемой воды можно варьировать, чтобы получить определенную вязкость для конкретной процедуры нанесения покрытия.Хотя более плотное покрытие будет обладают большей кислотостойкостью, требуется больше света для перевода в нерастворимую форму толстое покрытие. В большинстве случаев достаточное сопротивление дает тонкое покрытие.

с любой бихромированный коллоидный раствор, существует возможность ограниченного срок годности из-за «темной реакции» между бихроматом и коллоид. Температура, концентрация бихромата, концентрация коллоида и pH влияют на темновую реакцию.Вязкость будет постепенно увеличиваться, и смесь становится все более светочувствительный. Со временем покрытие не смывается чисто. и оставит накипь на открытых участках, которая должна быть абсолютно чистой.

Это можно увеличить срок хранения за счет нейтрализации смеси до pH 6,8-7,0 гидроксидом аммония. Чувствительность смеси будет сокращен, но срок хранения будет значительно увеличен до месяц минимум.Не используйте другие щелочные материалы вместо гидроксид аммония.

Если требуется дополнительная чувствительность, рекомендуем добавлять разбавленную серную кислоты до исходной формулы и снижение pH до 5,0. Это будет сократить время печати, а также сократить срок хранения. Использовать 5-10-процентный раствор серной кислоты и медленно добавляем на фото сопротивляться, пока он помешивается.

Очистка Окрашиваемая поверхность

Кому для получения максимальной адгезии фоторезиста металлическая поверхность должна быть химически чистым и смачиваемым водой. Либо один, либо их комбинация можно использовать следующие методы:

1: Истирание — с помощью тампона с пемзой или без нее

2: Замачивание листа моющим средством на водной основе

(обычно при высоких температурах).

3: Электролитическая очистка.

4: Предварительное травление травителем.

ср не рекомендуется дегазация паром, за исключением удаления чрезмерных количеств масла перед одним из вышеуказанных шагов. Некоторые из вышеперечисленных методов изменит отделку поверхности металла. Удельная поверхность требования к готовой детали вполне могут определять очистку используемый метод

А Хороший способ проверить чистоту листа — смочить водой а затем слить.Поверхность должна удерживать пленку воды в течение не менее 30 секунд и предпочтительно одну минуту, без образования пустот.

Мост чистящие средства для металлов являются щелочными. Если щелочной очиститель использованный, очищенный лист следует окунуть в разбавленный раствор кислоты. (5% азотная кислота), затем промыть. Фоторезист будет беднее адгезия к щелочной поверхности, поэтому такая поверхность должна быть нейтрализована. Мы рекомендуем окончательное ополаскивание деионизированной водой после любой очистки. шаг. Если необходима сушка, просушите в чистой атмосфере. Можно использовать либо сушку при комнатной температуре, либо сушку в духовке.

Вода фоторезисты на основе имеют отличную адгезию к чистому металлу с смачиваемая водой поверхность. Если фоторезист отслаивается во время После высыхания или на более позднем этапе после выпечки металл не был очищен должным образом.

Иногда способ очистки повлияет на поверхность металла и уменьшит скорость травления. Если вы используете химическую или электролитическую очистку сначала сравните его с методом абразивной обработки. Чистый отделяйте куски металла каждым методом очистки, а затем погружайте очищенный металл в травителе. Металл очищенный истиранием пемзой должны легко травиться.Металл, очищенный другим методом должен протравливаться так же легко, но если этого не происходит, проверьте химические вещества. используется для определения того, что оставляет остаточные отложения.

ПОКРЫТИЕ ФОТО РЕЗИСТА

Вкл. самое непрерывное поточное производственное оборудование, фото на водной основе резист наносится на влажную полосу, вытесняя воду для ополаскивания из металла.Для окраски отдельных листов погружением металл покрываемый слой должен быть сухим. Обратите внимание, что следы влаги можно терпеть.

Для покрытие погружением, скорость удаления будет определять толщину покрытия. Медленная скорость вывода (4-6 дюймов в минуту) даст приемлемый покрытие с прилагаемым составом фоторезиста. Более быстрый вывод (до 12 дюймов в минуту) обеспечит более толстое покрытие, но будет также требуется больше времени для высыхания, экспонирования или печати.Время высыхания составит 5-15 минут при 150 ° F

(65 ° С). На высшем скорости, толщина покрытия внизу будет больше, чем на верхняя,

потому что стека фоторезиста. Более низкая скорость даст толщина покрытия от 2,5 до 3 мкм. Более высокая скорость будет дают покрытие до 5 мкм.

тоже тонкая толщина покрытия будет отображаться как переливающаяся бахрома на верх листа с покрытием.Это более вероятно, если гладкая и глянцевая металлическая поверхность. Если толщина покрытия истончить фоторезист преждевременно сломается во время травления цикл.

В Любая операция по нанесению покрытия должна быть предпринята для устранения пузырьков. Любое резкое перемешивание или заливка фоторезиста может привести к его повреждению. образование пузырьков воздуха. При нанесении покрытия погружением они будут привлечены к металлическому листу по мере его извлечения, что приведет к дефекту покрытия. Тщательный контроль за любым насосным или циркуляционным устройством сохранит пузыри до минимума. В начале окунания первые пластины обычно удаляет все остаточные пузырьки, которые есть в резервуаре.

СУШКА ФОТО РЕЗИСТА

Как упоминалось ранее, время высыхания 5-15 минут при 150 ° F (65 ° C) обычно достаточный.Можно использовать более низкую температуру, и лист может проверьте на сухость, прикоснувшись к нижнему углу.

тоже высокая температура может нагреть туман резист. Высокие температуры ускорить сенсибилизатор в резисте, заставляя покрытие уходить слепой. Распечатанное изображение не проявится.

Либо можно использовать конвекционное тепло или инфракрасное тепло. Мокрый шарик на низ листа после высыхания можно протереть, либо отрезать. Более длительное время высыхания также устраняет влажный валик и температуру. 150 ° F или меньше не будет повредить резист.

ЭКСПОЗИЦИЯ

световая энергия для перевода резистной пленки в нерастворимую форму намного больше, чем что требуется для фотографии с галогенидом серебра. Свет в желтом длина волны мало повлияет на резист.Ультра фиолетовая длина волны имеет наибольшее влияние, с максимальным поглощением в длине волны 3200-3800 ангстрем.

Время экспозиции зависит от источника света и расстояния между сопротивление покрытия и света. Вот несколько примеров воздействия раз для толщины покрытия стандартной чувствительности.

Свет Источник Расстояние Время

15 усилитель одиночная дуга 15 дюймов 6 минут

95 усилитель одиночная дуга 48 дюймов 4 минуты

4500 ватт импульсный ксенон 36 дюймов 4 минуты

8000 ватт импульсный ксенон 10 дюймов 30-45 секунд

Редукционный расстояние или увеличение времени увеличивают количество воздействия.Если сократить расстояние вдвое, получится то же самое эффект как четырехкратное увеличение времени экспозиции.

Экспозиция осуществляется с помощью вакуумной рамки, которая будет вытягивать негатив в тесном контакте с резистной пленкой. Эмульсионная сторона негатив должен находиться рядом с листом с покрытием, чтобы обеспечить абсолютный контакт печати к сопротивлению.

плотность негатива очень важна.Линии черные до глаз может быть полупрозрачным для источника света, и лампа будет печатать через негатив, где линии должны блокировать свет.

РАЗВИТИЕ ФОТО РЕЗИСТА

экспонированное изображение затем промывают водой комнатной температуры. В Неэкспонированные части вымываются быстро и полностью. Этот Эта особенность делает систему на водной основе очень безопасной в обращении.Это исключает затраты, транспортировку, хранение и утилизацию опасных растворителей.

Длинный периоды стирки не нужны. Изображение должно быть чистым через минуту, меньше, если используется мелкодисперсный спрей. Используя спрей, нормальное давление в водопроводе является адекватным, но его следует контролировать если есть какие-либо большие колебания. Температура воды 75-85 ° F (24-29 ° C) рекомендуется.Хотя температура до 100 ° F (38 ° C) используются, мы бы избегали любой температуры воды, превышающей эту. Тоже высокая температура может вызвать вздутие фоторезиста.

Если желательно визуально осмотреть изображение, его можно покрасить водорастворимый краситель. Используйте 5 граммов водорастворимого метилового фиолетового. краситель в галлоне воды. Погрузите проявленный лист в раствор красителя на 15-20 секунд, удалить и промыть водопроводной водой.

Кому просушить лист можно высушить струей сжатого воздуха, сушить или дать высохнуть на воздухе войны.

ПРИГОТОВЛЕНИЕ

Кому для получения кислотостойкости изображение необходимо запекать при температуре 500-550 ° F в течение 5-10 минут. Лучше всего это делать в нагретой духовке, так как в результате происходит полимеризация. стадии окисления и требует воздуха.Одно слово предостережения: необходимо. Не проявляйте изображение и не кладите его влажным в горячая духовка. Внезапное расширение пара приведет к появлению пузырей на фото. сопротивляться и уменьшать кислотостойкость изображения. Мокрый изображение необходимо высушить перед тем, как поместить его в печь для обжига. При поточной операции, когда обрабатывается непрерывный лист, можно перейти от этапа проявки в горячую духовку. Это потому, что воздух между двумя станциями нагревается циркулирующий воздух, выходящий из духовки. Мокрое фото сопротивляется таким образом высушивается перед тем, как попасть в горячую духовку.

запекание при высокой температуре затемнит фотоизображение и даст видимость степени полимеризации. Такие факторы, как цвет металл и толщина резиста также влияют на видимый цвет изображение, но после определения надлежащих условий проверка может быть визуальным.Цвет должен быть от коричневого до светло-коричневого. Слишком светлый цвет будет свидетельствовать о недостаточной полимеризации. Цвет, приближающийся к черному, будет показывать слишком высокую температуру, в результате в обугливании и поломке фото резиста. Либо из этих условия вызваны температурами за пределами 500-550 ° Диапазон F (260-288 ° C).

ср обнаружили, что по мере увеличения времени запекания кислотостойкость увеличивается, пока не достигнет плато.Более высокая температура (550 ° F или 288 ° C) придаст несколько лучшую кислотостойкость и аналогичным образом удалить сложнее.

А температура ниже 500 градусов по Фаренгейту в течение длительного времени не полимеризуется сопротивляться. Температура не ниже 500 ° F (260 ° C) является обязательным.

ТРАВЛЕНИЕ РЕШЕНИЕ

Феррик хлорид является предпочтительным травителем для металлов, обычно обрабатываемых. Наилучшие характеристики травления достигаются при использовании 48 градусов по высоте. хлорид железа при 120 ° F (49 ° С). Скорость этого травитель можно увеличить, подняв температуру до 170 ° F (77 ° C). Более высокие скорости травления достигаются при использовании более разбавленного 42-градусного Бауме хлорид железа. Однако получается более рваный край. на многих металлах.

НАСАДКА

После травление, резист легко растворяется и тщательно снимается путем погружения листа на 30-60 секунд в 5-10% водный раствор каустической соды (гидроксида натрия), нагретой до 160-180 ° F (72-82 ° С). Следует соблюдать осторожность, чтобы каустик не попал на кожу. или в глазах.

НАДЕЖНОСТЬ МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ

Хотя бихроматы, кислоты и щелочи используются во многих производственных процессах каждый день мы хотим указать на то, что следует проявлять осторожность, чтобы избежать контакт этих материалов с кожей и глазами. Хорошая безопасность Процедура заключается в использовании резиновых перчаток и резинового фартука при обращении с ними. материалы и защитные очки, когда существует опасность разбрызгивания.

Фотогравюра клей не токсичен сам по себе, но с бихроматным резистом следует обращаться таким образом, чтобы избежать чрезмерного контакта с кожей.

Улучшение свойств гибкости и твердости за счет высокой молекулярной массы

Abstract

EPOSS структуры смеси полиэдрических олигомерных силсесквиоксанов (POSS) и LPSQ лестничной структуры полисилсесквиоксана (LPSQ) были синтезированы с помощью золь-гель реакции.EPSQ имел высокую молекулярную массу из-за поликонденсации карбонатом калия. Пленка EPSQ показала однородную морфологию поверхности за счет правильной двухцепочечной структуры. Напротив, пленка с покрытием EPOSS показала неоднородную морфологию поверхности из-за сильной агрегации. Из-за агрегации пленка EPOSS имела более короткий d-интервал (d1), чем пленка EPSQ при рентгеноструктурном анализе. При анализе твердости карандашом и наноиндентирования пленка EPSQ показала более высокую твердость, чем пленка EPOSS, благодаря регулярной двухцепочечной структуре.Кроме того, в испытаниях на складывание внутрь (r = 0,5 мм) и раскладывание (r = 5 мм) пленка EPSQ не трескалась, в отличие от пленки с покрытием EPOSS.

Ключевые слова: гибкое твердое покрытие , золь-гель реакция, полиэдрический олигомерный силсесквиоксан, лестничный полисилсесквиоксан.

1. Введение

. привлекла внимание [1,2,3,4]. Поэтому было проведено множество исследований пленок [5], адгезивов [6] и твердых покрытий [7] для гибких дисплеев.Среди этих вариантов твердое покрытие — это верхний слой, который не только защищает нижележащие слои или подложку от химического повреждения и УФ-разложения, но также обеспечивает защиту от царапин [8]. Как правило, твердые покрытия для дисплеев требуют различных характеристик, таких как высокий коэффициент пропускания, термическая стабильность и твердость [7,9]. С другой стороны, твердые покрытия для гибких дисплеев требуют гибкости из-за различных напряженных условий, включая растяжение, сжатие и изгиб [10,11,12].

Для достижения этих характеристик активно разрабатываются органо-неорганические гибридные материалы для покрытий, сочетающие жесткие свойства неорганических материалов и гибкость органических материалов [13]. Органико-неорганические гибридные материалы широко используются в области нанесения покрытий, поскольку они обладают высокоэффективными свойствами, сочетающими преимущества и недостатки органических и неорганических материалов [14,15]. Силикон — типичный типичный органический неорганический гибридный материал [16]. Силиконовые соединения, известные как силиконы или силоксаны, были разработаны в начале 20 века [17].Кремний является наиболее распространенным элементом земной коры и содержит четыре электрона в своей внешней оболочке, как и углерод [18]. Однако соединения кремния обладают лучшими механическими и термическими свойствами, чем органические материалы, состоящие из углерода [17,19]. Кроме того, угол связи Si – O – Si составляет от 140 до 180 °, что выше, чем угол связи эфира C – O – C, равный 110 °; таким образом, он обладает высокой гибкостью [20]. Благодаря этим преимуществам силиконовые компаунды широко используются в высокоэффективных материалах, требующих высокой термостойкости и гибкости.Силиконовые компаунды основаны на бифункциональных и трифункциональных силанах из-за их высокоэффективных свойств. Бифункциональные силаны используются в синтезе линейных и циклических олигосилоксанов и полисилоксанов, а трифункциональные силаны используются в синтезе олигосилоксанов, полисилоксанов и полисилсесквиоксанов [21,22].

Силсесквиоксан имеет химическую формулу RSiO _1,5 (R — органическая группа или H) [23]. Силсесквиоксаны легче контролировать, чем кремнезем, и они привлекают внимание, поскольку могут улучшить различные свойства по сравнению с кремнеземом благодаря своим органическим функциональным группам [24].В частности, силсесквиоксан хорошо смешивается с полимерной матрицей благодаря своим органическим функциональным группам, которые могут увеличивать растворимость в органических растворителях [25,26]. Типичными силсесквиоксановыми структурами являются полиэдрический олигомерный силсесквиоксан (POSS) и лестничный полисилсесквиоксан (LPSQ) [9]. POSS и LPSQ имеют химическую структуру (RSiO _1,5 ) n, состоящую из прочных связей Si – O – Si [23,27]. ПОСС представляет собой олигомер с химической структурой (RSiO _1,5 ) n (N = 6, 8, 10, 12) [28,29].Структура POSS демонстрирует высокую термическую стабильность благодаря своей трехмерной клеточной структуре [30,31]. С другой стороны, структура LPSQ имеет длинную повторяющуюся единицу Si – O – Si и высокую молекулярную массу [32]. Кроме того, LPSQ имеет улучшенную оптическую и термическую стабильность и механические свойства благодаря своей уникальной двухцепочечной силоксановой структуре [32,33,34]. В частности, двухцепочечная силоксановая структура имеет высокую жесткость из-за препятствия внутреннему вращению Si – O по сравнению с одноцепочечной [31].POSS и LPSQ используются в различных областях, таких как сепараторы, медицина, катализ, сенсоры и покрытия, благодаря их уникальной структуре и различным преимуществам [27,28,29,31].

Эти соединения кремния обычно получают в золь-гель реакциях. Золь-гель реакции были разработаны в начале 1930-х годов, и большинство золь-гель реакций протекают в мягких условиях [35]. Золь-гель реакция включает следующие стадии: (а) гидролиз алкоксигруппы, (б) конденсация двух силанольных групп и (в) конденсация силанольной и алкоксигруппы.Связи Si – O – Si в соединении кремния образуются в результате золь-гель реакции [36]. В золь-гель реакции на реакцию гидролиза влияют алкильная группа, растворитель, температура и катализатор [37,38]. Например, с основным катализатором скорость конденсации выше, чем скорость гидролиза. С другой стороны, кислотный катализатор синтезирует низкофрактально-размерную структуру со многими силанольными группами на поверхности кремнезема за счет быстрого гидролиза [37]. В общем, реакции, катализируемые кислотой, используются для синтеза линейных полимеров и разветвленных полисилоксанов, а реакции основания и нагревания широко используются для синтеза кубиков и лестничных силсесквиоксанов (LPSQ) [21].В последнее время широко изучается структура силсесквиоксана на основе 2- (3,4-эпоксициклогексил) этилтриметоксисилана (ECTMS), обладающая высокой термической стабильностью и хорошими механическими свойствами [39,40,41,42].

В исследовании Hwang et al. Co-LPSQ, синтезированные с использованием ECTMS и триметоксифенилсилана (PTMS), показали твердость карандаша 4–9H при нагрузке 7,5 Н (толщина покрытия 20 мкм) [39]. Кроме того, силоксановая гибридная структура была синтезирована с использованием ECTMS Bae et al. который показал твердость карандаша 9H при нагрузке 9.8 Н (толщина покрытия 50 мкм) и значение упругого восстановления 88,5% [40]. Jeong et al. сообщили, что полисилсесквиоксан с ECTMS оказался гибким даже при испытании на складывание, повторенном 100 000 раз при радиусе кривизны 3 мм [41].

В этом исследовании мы синтезировали POSS и LPSQ на основе ECTMS, которые продемонстрировали характеристики гибкого твердого покрытия. Мы также проанализировали влияние структуры силсесквиоксана на гибкое твердое покрытие. В частности, LPSQ был синтезирован с использованием только ECTMS и, благодаря контролю времени реакции, показал более высокую молекулярную массу, чем описанные полимеры лестничного типа [43].Синтезированный LPSQ показал высокую молекулярную массу и высокую гибкость благодаря регулярному расположению гибкой цепи Si – O – Si.

2. Материалы и методы

2.1. Материалы

2- (3,4-Эпоксициклогексил) этилтриметоксисилан (ECTMS, 97%) был приобретен у Gelest (Филадельфия, Пенсильвания, США). Гидроксид тетраметиламмония (TMAH, 10 мас.% В воде) был приобретен в TCI (Токио, Япония). Изопропиловый спирт (IPA, 99,9%), толуол, тетрагидрофуран (THF, 99,9%), хлороформ (99.8%), а вода закупалась в Самчуне (Сеул, Корея). Все органические растворители были чистыми для ВЭЖХ. Карбонат калия (ПК, 99%) был приобретен у Sigma-Aldrich (Сент-Луис, Миссури, США). Irgacure 250 (фотоинициатор) был приобретен в Shinyoung Rad Chem (Сеул, Корея).

2.2. Синтез EPOSS и EPSQ.

EPOSS был синтезирован золь-гель реакцией. Сначала TMAH (10 мас.% В воде) разбавляли водой, чтобы получить 5% раствор. Смешанный раствор IPA (4 мл) и TMAH (5 мас.% В воде, 3.9 г, 0,002139 моль) добавляли в двухгорлую круглодонную колбу. В эту колбу добавляли смесь IPA и ECTMS (15,24 г, 0,06 моль) и перемешивали в течение 40 мин при 30 ° C. Реакция протекала 6 ч при 30 ° C. Затем IPA и воду удаляли из роторного испарителя. В эту колбу добавляли толуол, и реакция продолжалась в течение 4 ч при 108 ° C. После реакции трижды проводили экстракцию толуолом и водой. Органический слой сушили над MgSO ₄ и фильтровали.EPOSS был получен путем удаления толуола с помощью роторного испарителя [44].

EPSQ синтезирован золь-гель реакцией. Карбонат калия (0,03 г, 0,00021 моль), воду (3,6 мл, 0,20 моль) и THF (13,5 мл) добавляли в одногорлую круглодонную колбу и перемешивали в течение 30 мин. Затем в эту колбу по каплям добавляли ECTMS (14,31 мл, 0,06 моль). Реакция протекала 5 суток при комнатной температуре. Затем ТГФ удаляли с помощью роторного испарителя с получением высоковязкого продукта, который затем растворяли в хлороформе.Экстракцию проводили водой трижды. Органический слой сушили над MgSO ₄ и фильтровали. EPSQ получали путем удаления хлороформа с помощью роторного испарителя [39].

2.3. Изготовление пленок EPOSS и EPSQ.

EPOSS и EPSQ смешивали с фотоинициатором (Irgacure250). Растворы перемешивали в смесителе Thinky (ARE-310, Thinky, Laguna Hills, Калифорния, США) в течение 5 минут при 2000 об / мин, а затем вспенивали в течение 1 минуты при 2000 об / мин. Растворы равномерно наносили на полиимидную (PI) пленку толщиной 80 мкм с помощью устройства для нанесения покрытий (ComateTM 3000VH, Kipae, Сеул, Корея).Пленки с покрытием сушили на горячей плите в течение 2 мин при 80 ° C. Высушенные пленки отверждали УФ-облучением (2000 мДж) с использованием оборудования для УФ-отверждения (DMH-1200, DTX, Сеул, Корея). Толщина пленочного покрытия составляла 25 мкм, которую измеряли с помощью микрометра (IP65 Digital Outside Micrometer, Mitutoyo, Japan).

2.4. Характеристика пленок EPOSS и EPSQ

Химическая структура EPOSS и EPSQ была подтверждена спектрометрией ядерного магнитного резонанса ¹ H ( ¹ H ЯМР, Advance 300, Bruker, Германия) и ²⁹ Si ЯМР (AscendTM500, Bruker, Германия).ЯМР-анализы EPOSS и EPSQ проводили с использованием растворов CDCl ₃ с тетраметилсиланом (ТМС) в качестве стандарта. Химические структуры EPOSS и EPSQ были подтверждены инфракрасной спектроскопией с преобразованием Фурье (FT-IR, Nicolet 6700, Thermoscience, Waltham, MA, USA) с использованием метода ослабленного полного отражения (ATR). Молекулярные массы EPOSS и EPSQ измеряли с помощью гель-проникающей хроматографии (GPC P-4000, Futecs, Daejeon, Корея) с детектором показателя преломления (RI).Термические свойства EPOSS и ESPQ были получены термогравиметрическим анализом (Pyris 1 TGA, PerkinElmer, Сеул, Корея) в атмосфере азота при скорости нагрева 20 ° C / мин от 30 до 700 ° C. T _d10 — температура разложения при потере веса 10%. Шероховатость поверхности пленок EPOSS и EPSQ изучалась методом атомно-силовой микроскопии (АСМ) с использованием сканирующего зондового микроскопа (SPM-9700, Shimadzu, Япония). АСМ проводилась в режиме постукивания с использованием кантилевера (NCHR-50, 320 кГц). Размер скана 5 × 5 мкм.Максимальная шероховатость (Rz) и средняя шероховатость (Ra) были проанализированы с помощью АСМ. Рентгеновскую дифракцию (XRD) проводили на рентгеновском дифрактометре (SmartLab, Rigaku, Japan) в диапазоне 2θ от 5 до 35 ° с использованием облучения Cu Kα (λ = 1,54 Å). Оптические свойства пленок измеряли с помощью измерителя мутности (HZ-V3, SUGA Test Instruments, Токио, Япония) и спектрометра ультрафиолетового и видимого (УФ-видимого) диапазона (Lambda 750, PerkinElmer, Shelton, CT, США). УФ – видимая спектроскопия проводилась в диапазоне длин волн от 200 до 800 нм.Твердость пленок анализировали с помощью теста на твердость карандашом и наноиндентирования (Nanoindenter NHT ³ , Антон Паар, Грац, Австрия). Испытание на твердость карандаша проводили на 1 кг под углом 45 °. Тест наноиндентирования был проведен с алмазом Виккерса при максимальной силе 250 мН. Наноиндентирование повторяли 5 раз, и в качестве данных использовали среднее значение твердости. Тесты на фальцовку пленок проводили с помощью предметного стекла (предметные стекла толщиной примерно 1 мм, Paul Marienfeld GmbH & Co.KG, Lauda-Königshofen, Германия) и самодельный тестер складывания. Во время этого испытания на складывание одно предметное стекло использовалось в тесте складывания внутрь (радиус 0,5 мм), а 10 предметных стекол использовалось в испытании складывания раскладывания (радиус 5 мм). Испытание на складывание проводилось при радиусе 1,5 мм в течение 100 000 циклов. После испытания на складывание пленки исследовали с помощью оптического микроскопа (Olympus BX51, Olympus, Токио, Япония). Теоретический анализ был выполнен с использованием теории функционала плотности (DFT), аппроксимированной функционалом B3 LYP и с использованием базисного набора 6-31G ^* в Gaussian09.

3. Результаты

3.1. Получение и характеристика силсесквиоксанов

Как показано на схеме 1, EPOSS и EPSQ были синтезированы посредством золь-гель реакции с использованием 2- (3,4-эпоксициклогексил) этилметоксисилана (ECTMS) в качестве мономера. В золь-гель реакции протекают гидролиз и конденсация ECTMS. Как упоминалось ранее, факторы, влияющие на гидролиз и конденсацию, включают растворитель, температуру, молярное отношение воды к алкоксиду и присутствие кислотных или основных катализаторов [37,38].Здесь мы синтезировали EPOSS и EPSQ, контролируя гидролиз и конденсацию, вводя различные основные катализаторы.

EPOSS был синтезирован введением гидроксида тетраметиламмония (TMAH), который был синтезирован введением карбоната калия (PC). Метоксигруппа ECTMS была гидролизована и конденсирована TMAH. Структура, синтезированная в контролируемых условиях, имела структуру смеси полиэдрических олигомерных силсесквиоксанов (ПОСС) [37]. В синтезе EPSQ метоксигруппа ECTMS была гидролизована и поликонденсирована карбонатом калия с образованием структуры лестничного типа с высокой молекулярной массой.[32].

¹ H ядерный магнитный резонанс (ЯМР) и ²⁹ Si ЯМР были выполнены для анализа химической структуры синтезированных EPOSS и EPSQ (). Как показано на a, ECTMS, используемый в качестве мономера, показал пик метоксигруппы при приблизительно 3,55 м.д. и показал общий острый пик. Напротив, в EPOSS и EPSQ этот пик метоксигруппы был уменьшен из-за золь-гель реакции. Это связано с тем, что связь Si – O – Si образовалась в результате гидролиза и конденсации метоксигрупп [39].Кроме того, силанольная группа при 5,0 м.д. не была обнаружена из-за полной конденсации. ECTMS имеет острый пик как мономер, тогда как EPOSS и EPSQ имеют широкие пики, такие как те, которые встречаются в олигомерах и полимерах [7,45].

Спектры ЯМР ECTMS, EPOSS и EPSQ. ( a ) ¹ H ЯМР, ( b ) ²⁹ Si ЯМР и ( c ) различные типы кремниевой связи.

Подробные молекулярные структуры EPOSS и EPSQ были охарактеризованы с помощью спектроскопии ЯМР ²⁹ Si.Как показано на b, ECTMS, используемый в качестве мономера, показал острый пик в группе Si-OCH ₃ при -42 ppm. С другой стороны, в синтезированных EPOSS и EPSQ в более сильном поле по сравнению с ECTMS появлялись различные пики из-за образования связей Si – O – Si. EPOSS показал различные резкие пики T ³ (алкил-Si (OSi-) ₃ ) в диапазоне от -65 до -70 ppm, что соответствует T ₆ , T ₈ , T ₁₀ , а Т ₁₂ структур. Эти пики доказали, что EPOSS имеет структуру смеси POSS [46,47].

С другой стороны, EPSQ показал широкий пик в диапазоне от -65 до -70 частей на миллион, в основном от структуры T ³ . Структура лестничного типа, состоящая из структуры T ³ , показала сильную интенсивность и широкий пик в спектре ЯМР ²⁹ Si из-за поликонденсации [48,49]. Как показано на c, существуют различные типы силиконовых связей. Результаты ЯМР ²⁹ Si показали, что среди различных кремниевых связей EPOSS и EPSQ имели структуру, состоящую в основном из T ³ .Химические структуры EPOSS и EPSQ были дополнительно охарактеризованы с использованием инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FT-IR), как показано на рисунке S1. В EPOSS пик Si – OCH ₃ уменьшился на 1080 см ^–1 , а пик Si – O – Si возник около 1100 см ^–1 . Результаты FT-IR подтвердили, что EPOSS был синтезирован в структуре смеси POSS. Спектры FT-IR синтезированного EPOSS были аналогичны спектрам известных смесей POSS [45,50]. С другой стороны, EPSQ имеет два пика связи Si – O – Si из-за уникальной двухцепочечной структуры лестничной структуры [39].Симметричное валентное колебание Si – O – Si EPSQ произошло при 1020–1060 см ^–1 , а асимметричное валентное колебание произошло при 1100–1150 см ^–1 [7,33,48]. После золь-гель реакции пик метокси при 1080 см ⁻¹ уменьшился, и два пика цепи Si – O – Si наблюдались при 1030 и 1100 см ⁻¹ . Было подтверждено, что EPSQ представляет собой структуру лестничного типа, состоящую из двухцепочечной структуры. Кроме того, EPOSS и EPSQ показали пики циклоалифатической эпоксидной смолы примерно при 885 см ^-1 .Это означает, что золь-гель реакция не повлияла на циклоалифатическую эпоксидную смолу [51].

Молекулярные массы EPOSS и EPSQ анализировали с помощью гель-проникающей хроматографии (GPC). Как показано на фиг.3, средневесовые молекулярные массы (M _W s) EPOSS и EPSQ составляли 1700 и 16 900, соответственно, с разными M _W s в зависимости от основного катализатора. EPOSS показал M _W , аналогичный таковым в других исследованиях [52], а EPSQ показал более высокий M _W в структуре гомополимера по сравнению с таковыми в других исследованиях [43].Это результат контроля катализатора и времени реакции золь-гель реакции. Ожидается, что увеличение длины цепочки Si – O – Si увеличит гибкость пленок покрытия. В целом, анализ ЯМР, FT-IR и GPC показал, что EPOSS представляет собой структуру смеси POSS с молекулярной массой 1700, а EPSQ представляет собой структуру лестничного типа с молекулярной массой 16900.

Таблица 1

Молекулярная масса и термические свойства ECTMS, EPOSS и EPSQ.

3,2. Термические свойства силсесквиоксанов

Термогравиметрический анализ (ТГА) был проведен для исследования термических свойств синтезированных EPOSS и EPSQ. На рисунке S2 показаны кривые ТГА ECTMS, EPOSS и EPSQ. На кривых ТГА ECTMS показала быструю потерю массы при температуре выше 100 ° C из-за отсутствия связей Si – O – Si.С другой стороны, EPOSS и EPSQ показали снижение веса на 6,20 и 8,54 мас.% Соответственно из-за термического разложения остаточных мономеров и силанольных групп от 100 до 450 ° C. При температуре выше 450 ° C EPOSS и EPSQ показали быстрое снижение массы из-за термического разложения органических функциональных групп. Наконец, кривые ТГА подтвердили, что более 35% соединения кремнезема и углерода оставались при 700 ° C [32]. EPOSS показал T _d10 (температура при потере 10 мас.%, Полученная с помощью TGA) 468 ° C, а EPSQ показал T _d10 459 ° C.ТГА показало, что EPOSS и EPSQ обладают более высокой термической стабильностью, чем у обычных полимеров на основе углерода [53,54]. Высокая термическая стабильность EPOSS и EPSQ обусловлена ​​высокой энергией диссоциации связи Si – O – Si. В целом, энергия диссоциации связи Si – O составляет 460 кДж / моль, что выше, чем у C – O (345 кДж / моль) и Si – C (318 кДж / моль) [16,55] . Благодаря высокой энергии диссоциации связи EPOSS и EPSQ, состоящие из связей Si – O – Si, обладают высокой термической стабильностью.

3.3. Характеристика пленок силсесквиоксана

Для исследования покрывающих свойств синтезированных EPOSS и EPSQ была приготовлена ​​покрывающая пленка с фотоинициатором. Пленки покрытия наносили толщиной 25 мкм на пленку PI толщиной 80 мкм с использованием устройства для нанесения штрихового покрытия. После нанесения покрытия пленку подвергали термообработке и УФ-отверждению. FT-IR проводили для подтверждения превращения EPOSS и EPSQ в эпоксидную смолу после УФ-отверждения. На рисунке S3 показаны спектры FT-IR до и после УФ-отверждения EPOSS и EPSQ.Как показано на рисунке S3a, уменьшение интенсивности пика эпоксидного кольца наблюдалось при 885 см ^-1 . Это свидетельствует об открытии эпоксидного кольца УФ-излучением [50]. Кроме того, как показано на Рисунке S3b, пик гидроксильной группы появился около 3400 см ^-1 из-за раскрытия кольца эпоксидного кольца [40]. EPSQ также показал спектры, аналогичные спектрам EPOSS. Таким образом, было подтверждено превращение эпоксидной смолы УФ-излучением. С помощью атомно-силовой микроскопии (АСМ) исследовали поверхность по структурным различиям между приготовленными пленками EPOSS и EPSQ.Как показано на a, b, на изображении AFM пленка EPOSS показала неоднородное морфологическое изображение и максимальную шероховатость (Rz) 25,10 нм. Этот результат был связан с агрегацией молекул EPOSS с сильными взаимодействиями между молекулами [56]. Такие скопления могут выступать дефектом пленки покрытия [57]. С другой стороны, как показано в c, пленка EPSQ показывала более однородное изображение поверхности, чем пленка EPOSS. Пленка EPSQ имела Rz 6,81 нм (d) и показывала гораздо более однородную морфологию поверхности, чем пленка EPOSS.Кроме того, пленка EPOSS и пленка EPSQ показали среднюю шероховатость (Ra) 4,53 и 1,09 нм соответственно. Это потому, что EPSQ лестничного типа формируется из регулярной молекулярной цепи; следовательно, не происходит агрегации, такой как в EPOSS, и молекулярные цепи организованы эффективно. По этой причине пленка EPSQ имела однородную морфологию по сравнению с пленкой EPOSS.

Свойства поверхности пленок, покрытых силсесквиоксаном. ( a ) 3D топографическое изображение AFM пленки EPOSS, ( b ) шероховатость пленки EPOSS, ( c ) 3D топографическое AFM изображение пленки EPSQ, ( d ) шероховатость пленки EPSQ.

3.4. Структурные свойства пленок силсесквиоксана

Для анализа ориентации пленок EPOSS и EPSQ была проведена дифракция рентгеновских лучей (XRD). Как показано на фиг.4, на дифракционной картине неплоскостной пленки EPOSS широкие дифракционные пики появляются примерно при 7,1 и 17,5 °. Широкий дифракционный пик при 7,1 ° указывает длину от цепи к цепи (d-интервал 1) встречно-гребенчатой ​​молекулы боковой цепью молекулы EPOSS. [58] Расстояние d (d1) пленки EPOSS было равно 1.24 нм (λ = 2dsinθ). С другой стороны, широкий дифракционный пик при 17,5 ° указывает на среднюю толщину (d-интервал 2) молекул EPOSS. [58] Расстояние d (d2) пленки EPOSS составляло 0,50 нм. В отличие от пленки EPOSS, в дифракционном пике вне плоскости пленки EPSQ появляются широкие дифракционные пики примерно при 6,3 и 18,0 °. Широкий дифракционный пик при 6,3 ° указывает длину от цепи к цепи (d-интервал 1) встречно-штыревой основной цепи PSQ боковой цепью EPSQ [48], а d-интервал (d1) пленки EPSQ составлял 1 .40 нм. С другой стороны, широкий дифракционный пик при 18,0 ° указывает на среднюю толщину (d-интервал 2) лестничных полисилсесквиоксанов [48]. Расстояние d (d2) пленки EPSQ составляло 0,49 нм. Пленка EPOSS показала более короткий d-интервал (d1), чем пленка EPSQ, что связано с сильным взаимодействием между молекулами EPOSS, как показано на изображении АСМ [59].

Рентгенограммы пленок EPOSS и EPSQ и схематическое изображение интеркалированной структуры упаковки между каркасами EPSQ.

Измеренные рентгенограммы были аналогичны рентгенограммам смеси POSS и LPSQ [58]. Кроме того, EPSQ d-spacing 2 показал более высокую интенсивность, чем данные XRD из других исследований с аналогичными структурами [29]. Это связано с тем, что синтезированный полимер имеет более высокую регулярность областей, чем полимеры, описанные в литературе. Следовательно, ожидается, что он покажет улучшенные физические свойства, такие как твердость и гибкость. Как показано на рисунке S4, мы проанализировали молекулярную структуру с помощью вычислений DFT (Gaussian09) [60].Результаты XRD показали, что d-расстояние (d2) EPOSS и EPSQ составляло 0,50 и 0,49 нм, соответственно, что было аналогично толщине (0,35–0,51 нм), полученной с помощью расчетов теории функционала плотности (DFT). В целом, учитывая расчет DFT и данные XRD, ожидается, что и EPOSS, и EPSQ будут иметь более пятиугольные формы, чем квадратные.

3.5. Оптические свойства пленок силсесквиоксана

Оптические свойства полученных пленок EPOSS и EPSQ были подтверждены с помощью измерителя мутности и УФ-видимого спектрофотометра (УФ-видимый).показывает результаты измерения дымки. Пленка ECTMS показала свойства, которые были оптически подобны свойствам голой пленки PI. С другой стороны, пленки EPOSS и EPSQ имели значение матовости 0,9 или меньше, что было улучшением оптических свойств пленки PI без покрытия со значением матовости 1,1. Кроме того, пленки EPOSS и EPSQ имели общий коэффициент пропускания более 90,0%, что было выше, чем 89,5% голой пленки PI. Это связано с низким показателем преломления силсесквиоксановой структуры, которая имеет показатель преломления 1.55 или меньше [9,61]. Показатель преломления оказывает существенное влияние на оптические свойства пленки [62]. В частности, коэффициент пропускания пленки имеет тенденцию улучшаться, когда материал с низким показателем преломления наносится на подложку с низким коэффициентом пропускания [63,64]. По этой причине материалы на основе силсесквиоксана с низким показателем преломления используются для улучшения оптических свойств [61,65]. На рисунке S5 показаны УФ-видимые спектры. В УФ-видимых спектрах пленки EPOSS и EPSQ показали высокий коэффициент пропускания более 90% при 550 нм.Высокие оптические свойства пленок с покрытием EPOSS и EPSQ были подтверждены с помощью измерителя мутности и УФ-видимой спектроскопии. Кроме того, известно, что циклоалифатические гибридные эпоксидно-силоксановые материалы демонстрируют высокий коэффициент пропускания света и высокую стабильность пропускания при высоких температурах [66]. Эти превосходные оптические свойства были подтверждены покрытиями EPOSS и EPSQ на основе циклоалифатической эпоксидной смолы с хорошими оптическими свойствами.

Сводка оптических свойств пленки PI без покрытия и пленок с покрытием (мутность и полное пропускание).

3.6. Механические свойства пленок силсесквиоксана

Для исследования механических свойств пленок EPOSS и EPSQ были проведены испытания на твердость карандашом и анализ наноиндентирования. Толщина покрытия пленок составляла 25 мкм. В испытании на твердость карандаша карандаш наклоняли под углом 45 °, чтобы поцарапать образец с фиксированной нагрузкой. Как показано на рисунке, при нагрузке 1 кг пленка EPOSS имела твердость по карандашу 5H, а пленка EPSQ — по карандашной твердости 8H. Пленка EPSQ имеет высокий показатель твердости карандаша, потому что она имеет очень жесткую и правильную двухниточную структуру.В отличие от одноцепочечной силоксановой цепи, жесткая двухцепочечная структура демонстрирует высокую жесткость из-за затруднения внутреннего вращения связей Si – O в основной цепи [34]. Кроме того, поскольку EPSQ образует двухцепочечную структуру за счет высокой конденсации, EPSQ демонстрирует более высокие характеристики твердости, чем EPOSS [9,32]. Кроме того, ожидается, что механические свойства покрывающей пленки EPOSS снизятся из-за агрегации EPOSS, как показывает AFM.

Таблица 2

Сводка механических свойств пленок EPOSS и EPSQ.

Как показано на рисунке, для продвижения высокоточного анализа пленок EPOSS и EPSQ был введен тест наноиндентирования для изучения механическое поведение пленки покрытия. В тесте наноиндентирования кончик индентора вдавливали в образец до достижения заранее заданной максимальной нагрузки. Затем была снята нагрузка и проанализированы механические свойства образца [67].Как правило, с увеличением молекулярной массы механические свойства, такие как твердость, имеют тенденцию улучшаться [68]. Следовательно, благодаря более высокой молекулярной массе пленка EPSQ показала значительно более высокую твердость, чем пленка EPOSS. Как показано на рисунке a, кривая нагрузка-смещение показывает, что наклон пленки EPSQ больше, чем у пленки EPOSS. Как правило, в испытании на наноиндентирование образец с высокой твердостью имеет большой наклон, поскольку для увеличения глубины вдавливания требуется большая сила [23].Другими словами, пленка EPSQ имеет большой уклон из-за своей высокой твердости. Пленки EPOSS и EPSQ имеют значения E * (эффективный модуль Юнга) 4,83 и 5,15 ГПа соответственно. Здесь E * был рассчитан как (E * = E / (1 — ν ² )) с использованием коэффициента Пуассона (ν) [40]. Меньшее значение E * влияет на увеличение свободного объема [23]. В случае пленки EPOSS свободный объем пленки покрытия увеличился за счет агрегации с неоднородным покрытием. Пленка EPOSS с большим свободным объемом имела более высокую петлю гистерезиса.По этой причине пленка POSS показала упругое восстановление 74,4%. Напротив, упругое восстановление пленки EPSQ составило 80,1%, что на 5,7% выше, чем у пленки EPOSS. Musil et al. предположили, что упругое восстановление более 60% указывает на гибкое твердое покрытие [69]. Пленки EPOSS и EPSQ имели упругое восстановление более 60%. Пленка EPSQ с низким свободным объемом показала улучшенное упругое восстановление, а также высокую твердость. Кроме того, пленки EPOSS и EPSQ имели значение H / E * равное 0.075 и 0,094 соответственно. Здесь низкое значение H / E * указывает на пластичность. По мере увеличения пластичности площадь деформации увеличивалась при приложении к образцу напряжения. Это означает, что пленка EPOSS с низким значением H / E * имела больше деформированных участков под действием внешнего напряжения. С другой стороны, пленка EPSQ с высоким значением H / E * подавляла пластичность, и площадь деформации уменьшалась под действием внешнего напряжения [70]. В результате пленка EPSQ показала высокое сопротивление деформации. b показывает график H / E * и упругого восстановления.Здесь пленка EPSQ имела более высокие H / E * и упругое восстановление, чем пленка EPOSS. Это можно объяснить тем, что пленка EPSQ имеет меньшую деформацию и более высокое упругое восстановление при внешних напряжениях, чем пленка EPOSS. Ожидается, что пленки EPSQ с превосходными механическими свойствами будут подходить для гибких твердых покрытий. Группа Бэ построила график износостойкости полимеров, металлов и керамики с помощью карты кривой твердости и эффективного модуля [40]. Как показано на c, пленки EPOSS существуют в области пластика; однако пленки EPSQ обладают более высокой твердостью и характеристиками E *, чем пластик [71].В результате EPSQ с очень жесткими двухцепочечными структурами и высокой молекулярной массой имеет лучшие механические свойства, чем структуры EPOSS.

Наноиндентирование пленок EPOSS и EPSQ. ( a ) кривые нагрузка – перемещение, ( b ) график упругого восстановления – H / E * и ( c ) карта кривой твердости – эффективного модуля.

Как показано на, были проведены тесты складывания и раскладывания для проверки гибкости пленок EPOSS и EPSQ.В тесте складывания внутрь покрытая поверхность была загнута внутрь, а в тесте складывания наружу покрытая поверхность была загнута наружу. Во-первых, как показано на a, испытание фальцовки пленки EPOSS проводили с использованием предметного стекла диаметром 1 мм (r = 0,5 мм). Как показано на b, появление трещин в пленке EPOSS после испытания на фальцовку было подтверждено оптической микроскопией. Тем же методом был проведен тест на складывание пленки EPSQ с использованием предметного стекла, как показано на c. При оптическом микроскопическом анализе пленка EPSQ не растрескалась после теста складывания (d).Превосходные механические свойства являются результатом регулярности двухцепочечной структуры и гибридизации EPSQ на молекулярном уровне [7,9]. Как показано на e, g, были проведены испытания на складывание (r = 5 мм) пленок EPOSS и EPSQ. Тест на раскладывание проводился с использованием 10 предметных стекол (r = 5 мм). Как показано на рисунке f, появление трещин на пленке EPOSS после испытания на раскладывание было подтверждено с помощью оптической микроскопии. Однако, как показано в h, пленка EPSQ не треснула после испытания на складывание.В отличие от пленки EPOSS, пленка EPSQ не треснула ни при складывании, ни при раскладывании. Гибкость пленки улучшилась за счет регулярной структуры длинной цепочки Si – O – Si EPSQ. Напротив, гибкость пленки EPOSS была снижена из-за неоднородной морфологии поверхности в результате агрегации между молекулами, как показано на изображении AFM. Таким образом, пленка EPOSS треснула при испытании на складывание. Затем гибкую пленку EPSQ подвергали 100000 циклам испытаний на фальцовку с использованием фальцевальной машины (r = 1.5). Как показано на j, при исследовании с помощью оптической микроскопии после испытаний трещин не было. В ходе этого обширного испытания на сгибание были подтверждены гибкость и стабильность пленки EPSQ. В заключение следует отметить, что благодаря регулярному расположению Si – O – Si, который представляет собой гибкую цепь, EPSQ показал отличные свойства покрытия, высокую твердость и гибкость. По этой причине ожидается, что EPSQ будет применим к гибким дисплеям.

Тест фальцовки пленок EPOSS и EPSQ. ( a ) Тест складывания (r = 0.5 мм) и ( b ) изображение пленки EPOSS под микроскопом, ( c ) тест на складывание (r = 0,5 мм) и изображение под микроскопом ( d ) пленки EPSQ, ( e ) раскладывание тестовое (r = 5 мм) и ( f ) изображение пленки EPOSS под микроскопом, ( г ) тестовое изображение раскладывания (r = 5 мм) и ( h ) изображение пленки EPSQ под микроскопом, ( i ) 100 000 циклов испытаний в циклах складывания (r = 1,5 мм) и микроскопическое изображение пленки EPOSS ( j ).

4. Выводы

В этом исследовании мы синтезировали EPOSS и EPSQ, контролируя катализатор и время реакции в золь-гель реакции.Молекулярная масса EPOSS и EPSQ составляла 1700 и 16900, соответственно, с разными молекулярными массами в зависимости от основного катализатора. Высокая молекулярная масса EPSQ обусловлена ​​поликонденсацией карбонатом калия. При АСМ-анализе пленка EPSQ показала однородную морфологию поверхности из-за регулярной двухцепочечной структуры, но пленка EPOSS показала неоднородную морфологию поверхности из-за сильной агрегации молекул EPOSS. Агрегация EPOSS была также подтверждена рентгеноструктурным анализом.На кривых XRD пленка EPOSS и пленка EPSQ показали широкие дифракционные пики 7,1 и 6,3 ° соответственно. Следовательно, d-интервал (d1) EPOSS и EPSQ составлял 1,24 и 1,40 нм (λ = 2dsinθ) соответственно. Пленка EPOSS показала более короткий d-интервал (d1), чем пленка EPSQ, из-за сильной агрегации. Кроме того, пленка EPOSS и пленка EPSQ показали широкие дифракционные пики 17,5 и 18,0 ° соответственно. Расстояние d (d2) EPOSS и EPSQ составляло 0,50 и 0,49 нм соответственно. С учетом XRD-анализа и расчета DFT ожидается, что EPOSS и EPSQ будут иметь больше пятиугольных форм, чем квадратных.Пленка EPSQ показала высокую твердость (5,15 ГПа) и высокое упругое восстановление (80,1%) в тесте наноиндентирования благодаря регулярной двухцепочечной структуре и однородной морфологии поверхности. Кроме того, пленка EPSQ показала высокую гибкость без трещин в тестах на складывание внутрь (r = 0,5 мм) и раскладывание (r = 5 мм). С другой стороны, из-за агрегации пленка EPOSS показала более низкую твердость наноиндентирования и более легко взламывалась, чем пленка EPSQ.

Как использовать Mod Podge Photo Transfer — DIY Crafts

С помощью Mod Podge Photo Transfer вы можете создавать красивые персонализированные проекты, перенося черно-белые или цветные изображения на такие поверхности, как дерево, холст и ткань, всего за несколько простых шагов.Продолжайте читать ниже, чтобы узнать о трех различных методах использования Mod Podge Photo Transfer, посмотреть видео о продукте, загрузить БЕСПЛАТНУЮ электронную книгу и получить несколько советов и рекомендаций по ее успешному использованию.

Mod Podge Photo Transfer — Техника прямого на поверхность

1. Начните с создания фотокопии вашего изображения с помощью копировального аппарата с порошковым тонером и обрежьте его по размеру.
2. Затем нанесите толстый слой Mod Podge Photo Transfer Medium на сторону изображения.
3. Положить на поверхность лицевой стороной вниз. Разгладьте пальцами или скребком.
4. Дать высохнуть 24 часа. Положите влажную губку поверх бумаги. Медленно сотрите бумагу.
5. Изображение будет перенесено на поверхность.

Mod Podge Photo Transfer — Техника наклеек

1. Сделайте копию или распечатайте изображение с помощью лазерного принтера на обычной бумаге для принтера.
2. Нанесите толстый слой Mod Podge Photo Transfer Medium на сторону изображения, чтобы она была полностью покрыта.
3. Положите лицевой стороной вверх на кусок вощеной бумаги или коврик и дайте ему полностью высохнуть в течение 24 часов.
4. После высыхания переверните изображение и нанесите влажную губку, чтобы смочить бумагу на обратной стороне изображения. Начните слегка тереть влажную бумагу; Излишки бумаги должны раствориться вдали от обратной стороны обработанного изображения. Позволяют высохнуть.
5. После высыхания там, где еще остается часть бумаги, может образоваться белая дымка. Повторяйте процесс смачивания, пока все остатки бумаги не исчезнут.
6. Изображение представляет собой декаль. Аккуратно снимите изображение с вощеной бумаги или коврика.
7. Нанести на стеклянную поверхность лицевой стороной вверх. Наклейка с изображением будет цепляться за стекло.

Mod Podge Photo Transfer — Аппликация ткани

1. Начните с создания фотокопии вашего изображения с помощью копировального аппарата с порошковым тонером и обрежьте изображение по размеру.
2. Затем нанесите толстый слой Mod Podge Photo Transfer Medium на сторону изображения. Между слоями ткани поместите кусок картона, покрытый вощеной бумагой.
3. Затем положите изображение на ткань лицевой стороной вниз, разгладив его пальцами или ракелем.
4. Наконец, после того, как он высохнет в течение 24 часов, поместите большую губку поверх бумаги и медленно сотрите бумагу. Затем изображение следует перенести на ткань. Сушить на воздухе 72 часа. Постирать в прохладной воде или в нежном режиме и повесить сушиться.

Посмотрите это видео, чтобы узнать больше о Mod Podge Photo Transfer

Mod Podge Photo Transfer Советы и хитрости

• Никогда не используйте настоящие фотографии; всегда используйте ксерокопии, сделанные копировальным аппаратом с сухим тонером.
• Если на вашем изображении есть слова, сделайте перевернутую фотокопию, чтобы текст читался правильно в вашем окончательном проекте.
• Защитите рабочую поверхность, положив крафт-бумагу или вощеную бумагу.
• Равномерно нанесите среду на ваш проект средней толщины.
• При использовании губки для удаления бумажной подложки легкими прикосновениями, чтобы не испортить перенесенное изображение.
• Очистить легко влажным теплой водой с мягким мылом.

Электронная книга Free Mod Podge Photo Transfer

Новинка!

Mod Podge ® Photo Transfer Medium, 8 унций. — CS15067

Новинка!

Mod Podge ® Photo Transfer Medium, 2 унции. — CS12652

экзопланет: приборы — золь-гель покрытие

Процесс золь-гелевого покрытия

Покрытие SolGel — это способ нанесения простых, но эффективных антиотражающих (AR) покрытий. Это особенно полезен для крупных компонентов неправильной формы или хрупких компонентов, таких как йодные клетки или кросс-диспергатор призмы, которые мы используем для наших эшелле-спектрографов, трудно или дорого покрывать диэлектрическим покрытием.В прошлом покрытия SolGel использовались в астрономических условиях для покрытия очень больших линз.

Существуют два метода нанесения SolGel: центрифугирование, при котором оптическая поверхность вращается, а SolGel заливается и окунание, где субстрат вытягивается из жидкости. Мы создали объект в Йельском университете, что позволяет нам использовать оба метода для нанесения покрытия на оптику круглой и неправильной формы. примерно до 12 дюймов в поперечнике и 30 фунтов.

Мы внимательно следим за процедурой, описанной Стилбурном и признанной Томас, за тремя исключениями. Во-первых, мы два дня закаливаемся, во-вторых, крутим довольно быстро. высокая скорость (около 500 об / мин), и в-третьих, мы постоянно находим коэффициент усадки около 20 процентов. Рецепт производят 100 граммов 1,5% основного раствора, объединяющего 93,2 грамма безводного денатурированного этилового спирта, 5,2 грамма TEOS, и 1.6 граммов гидроксида аммония (30%). Ингредиенты смешивают, встряхивают и оставляют при комнатной температуре. в течение трех дней, пока реакция не завершится.

Покрытие центрифугированием

Покрытие методом центрифугирования — это процесс, обычно используемый для нанесения фоторезистивных химикатов на подложки для литографии. Слой толщина определяется вязкостью жидкости и ее смачивающими свойствами, а также центробежной силой. от вращательного движения (а значит, и от скорости).

Мы используем простой двигатель постоянного тока и регулируемый источник питания постоянного тока для регулировки скорости. Стол или специальные крепления непосредственно прикреплен к валу двигателя. Мы используем скорости от 250 до 750 об / мин для вращения наших подложек. Портативный тахометр позволяет нам проверять правильную скорость и воспроизводить ее. Поскольку мы используем двигатель при низких напряжениях и крутящего момента, скорость (при одном и том же напряжении) зависит от температуры и веса / инерции стола и оптики использовал.Вал мотора особо не работает. Пока мы не наблюдали пагубного воздействия на покрытие. свойств, желательно использовать поворотный стол с шарикоподшипниками, а двигатель крепить ремнем.

Рисунок 1. Установка для нанесения покрытия погружением с йодной ячейкой, установленной на вращающемся столе. Впереди портативный тахометр и шприцы с фильтрами для этанола и SolGel.

Мы измерили толщину слоя как функцию скорости вращения, используя 70% концентрированный раствор SolGel. В На следующем графике показана кривая отражательной способности для различных скоростей.

Краевые эффекты препятствуют равномерной толщине пленки по всей апертуре подложки. Изменение резкое, а не постепенный.Для 2-дюймовой подложки BK7, 70% основного раствора и скорости 500 об / мин ширина обода составляет около 3 мм. Более высокие скорости вращения приводят к более узкой области неоднородности.

Рис. 2. 2-дюймовая тестовая подложка, вращающаяся со скоростью 500 об / мин после нанесения SolGel.

Проблемы с чистотой

Чистота поверхности при нанесении покрытия имеет решающее значение.Любые мелкие загрязнения в виде Частицы пыли, например, создают радиально вытянутый дефект покрытия. Это верно для оседания частиц. на поверхности перед нанесением покрытия, а также частицы, плавающие в растворе SolGel.

Рисунок 3. 2-дюймовый диск BK7 с центрифугированием. Хорошо виден ободок без покрытия. Пока поверхность очень однородный, выделяются два дефекта, из которых на правом изображено то, что иногда называют «кометой».» Это характеристика пылинки на поверхности перед нанесением жидкого SolGel.

У нас были серьезные проблемы с получением тщательного покрытия отверстий размером 4 дюйма или больше. Использование (относительно) чистая комната и ламинарный воздушный поток — единственный эффективный способ предотвратить попадание пыли от оседания на поверхности перед нанесением SolGel. Кроме того, оптическую поверхность необходимо очищать непосредственно. перед нанесением покрытия, желательно на роторном столе.Один из способов очистки субстрата — опрыскивание его этанолом и продувайте жидкость фильтрованным сжатым газом и соплом, пока подложка вращается. Мы используем баллон со сжатым азотом в качестве источника газа и фильтруйте газ непосредственно перед пневматическим пистолетом с помощью одноразового проточный газовый фильтр. Рекомендуется использовать фильтрованный этанол. Также мы успешно применили покрытие «Первый контакт». поверхность с полимером и удаление ее непосредственно перед нанесением покрытия.Очевидно, что на поверхности также не должно быть остатки любого вида. Мы используем стандартные процедуры очистки с использованием средства для очистки субстрата и этанола, а также безворсовых салфеток.

Покрытие окунанием

Для оптики неправильной формы центрифугирование приводит к очевидным проблемам с балансировкой поворотного стола, а также неоднородная толщина пленки из-за некруглой (прерывистой) поверхности подложки.При вращении некруглая подложка наблюдается тенденция к образованию неоднородностей вдоль передних кромок прядения. поверхность, которые, как считается, вызваны турбулентностью в воздухе в результате прохождения кромкой (Спин-покрытие для прямоугольных подложек, Луурцема, Грегори А., Диссертация, Калифорнийский университет, Беркли, 1997).

Рисунок 4. Окно диаметром 8 дюймов и шириной 6 дюймов. Мы попытались нанести на эту подложку центрифугирование. На этом рисунке покрыта только верхняя поверхность. В правом верхнем углу, а также немного в левом нижнем В углу видна неоднородность от эффекта сопротивления.

Покрытие методом окунания — жизнеспособная альтернатива решению этих проблем. Мы используем Z-образную платформу Newport в качестве крана, чтобы тянуть оптические элементы из бака, заполненного SolGel.Необходимое количество SolGel может стать очень большим за большая оптика, и, чтобы уменьшить это, мы использовали баки с поперечным сечением, совпадающим с поперечным сечением оптики. Покрытие погружением является нашим предпочтительным методом покрытия больших призм с перекрестным диспергированием, что также послужило мотивацией для создать предприятие SolGel. Самой большой призмой с покрытием до сих пор был кросс-диспергатор CHIRON высотой 158 мм. и длина апертуры 290 мм. Вес призмы превышал грузоподъемность нашего крана, поэтому мы использовали стальной трос и противовесы для компенсации веса призмы.

Рис. 5. Слева кран для нанесения покрытия погружением установлен в лаборатории CTIO в Чили, с крестовой диспергирующей призмой CHIRON. Треугольный резервуар для призмы имеет зазор 20 мм по бокам, и сделан из оргстекла 1/2 дюйма. Справа кран с окном вакуумного шкафа Echelle. Кран Z-Stage Newport с ходом 6 дюймов.

Рис. 6. Отражения лампы от поверхности призмы до [слева] и после [справа] золь-гель покрытие показывает больше света, отражающегося от непокрытой поверхности.

Покрытие погружением представляет другие проблемы по сравнению с нанесением покрытия методом центрифугирования. Жидкость, особенно поверхность, должна быть содержать в чистоте, чтобы предотвратить загрязнение покрытия.Кроме того, движение должно быть очень плавным, а жидкость в состоянии покоя, чтобы предотвратить разбрызгивание или волны, которые могут привести к образованию неоднородных покрытий. Достигаемая нами однородность хорошо, но не так хорошо, как для круглых подложек с центрифугированием. Кроме того, краевые эффекты препятствуют нанесению покрытия на самые низкие 15 мм апертуры.

Рисунок 7. Вакуумное окно с покрытием в держателе.Подложка имеет клин, поэтому два размышления. Мы измерили коэффициент отражения <0,3% при 543 нм и перпендикулярном падении.

Рис. 8. Испытание покрытия погружением на листовое стекло. Подложка 4 х 4 дюйма. Краевые эффекты процесс погружения и разница в отражательной способности между покрытой областью на дне пластины и часть без покрытия наверху хорошо видна.

Для нанесения покрытия погружением опускаем оптику в SolGel, не останавливаясь при этом. Это важно, поскольку поверхность волны жидкости покроют некоторую часть стекла, не погруженную в воду, где SolGel мгновенно высохнет и приведет до линии окончательного покрытия. Кусок опускается так, чтобы SolGel не стекал по поверхности, чтобы не допускать стекания жидкости по бокам, порчи покрытия.Мы используем держатели, которые не препятствуют потоку SolGel со дна подложки. Это упрощает очистку и снижает вероятность того, что SolGel образует валик вокруг нижнего края оптики.

Толщина покрытия пропорциональна скорости, с которой субстрат удаляется из ванны SolGel. Типичная скорость вытяжки составляет порядка 5 мм / с для исходного раствора SolGel.Более низкие скорости с более высокими концентрации SolGel и более высокие скорости с более низкими концентрациями быстро приводят к высокой степени неоднородность покрытий.

Для наших резервуаров мы успешно использовали клееное оргстекло толщиной 1/2 дюйма. Важно сделать хороший клей без стресса. суставов и оставляйте SolGel в резервуаре только на столько времени, сколько необходимо, поскольку аммиак в SolGel обладает способностью растворить оргстекло.

Бюджет

Общий бюджет составлял немногим более 3000 долларов благодаря наличию ряда внутренних требований. Как приблизительный ориентир, ниже мы приводим смету бюджета. У нас был мотор, контроллер, чистая комната и прочее. поставки уже доступны нам, что позволило снизить общую стоимость.

Оценка

В этом проекте участвовали Эй Джей Риггз, Кристиан Шваб, Эндрю Шимковяк и Брайан. Теннисон.Мы хотели бы поблагодарить Джима Стилберна из Института астрофизики Герцберга за его отличный совет. и его руководство по SolGel, а также Дрю Филлипс и Джо Миллер из UCO / Lick за полезные обсуждения.

Список литературы

Stilburn, James R. , Высокоэффективные золь-гелевые просветляющие покрытия для астрономическая оптика , Труды SPIE Vol.4008 (2000)
Филлипс, Эндрю С. и др. , Прогресс в области создания высокоэффективных отражающих и антибликовых материалов Покрытия для астрономической оптики , Труды SPIE Vol. 7018 (2008)
Thomas, I.M. , Высокий порог лазерного повреждения пористый кремнезем антиотражающий покрытие , Applied Optics, 25, No. 9, pp. 1481-1483 (1986)
Sol-Gel Tutorial
Wikipedia — Sol-Gel page

ПЭМ-фотографий клеток спирулины после многократного золь-гель процесса.(a) …

Context 1

… Чтобы решить проблему, заключающуюся в том, что форма ячеек не может хорошо сохраняться после однократного золь-гель процесса, процедура процесса повторялась несколько раз. После этого клетки стали непрозрачными (см. Рис. 2 (а)), магнетизм клеток усилился, и форма могла хорошо сохраняться после высыхания (см. Рис. 2 (б)). При наблюдении образцов ультратонкого среза с помощью просвечивающего электронного микроскопа можно было обнаружить, что черное покрытие клеток спирулины было в основном сплошным, а толщина покрытия была однородной в целом (см. Рис. 3 (а), на котором толщина покрытия около 0.3 м). Также можно было обнаружить, что в ячейках образовывались наночастицы (см. Рисунки 3 (a), (b) и (c)), некоторые из которых были собраны, а некоторые отложения образовывались на стенках между отдельными ячейками. Анализ состава показал, что поверхностное покрытие ячеек по-прежнему состояло в основном из Fe и O, а соотношение составов в различных точках было в основном одинаковым (см. Таблицу 1). Как показано на Рисунке 4 и в Таблице 2, за исключением нескольких примесей (теоретические значения для пиков №№ 1, 3, 5, 10 и 13 отсутствуют), покрытие ячейки представляет собой кубический кристалл Fe 3 O. 4, поскольку измеренные значения расстояния до граней кристалла в основном согласуются с теоретическими значениями Fe 3 O 4 (см. Таблицу 2).Рисунок …

Контекст 2

… Чтобы решить проблему, заключающуюся в том, что форма ячеек не может хорошо сохраняться после однократного золь-гель процесса, процедура процесса повторялась несколько раз. После этого клетки стали непрозрачными (см. Рис. 2 (а)), магнетизм клеток усилился, и форма могла хорошо сохраняться после высыхания (см. Рис. 2 (б)). При наблюдении образцов ультратонкого среза с помощью просвечивающего электронного микроскопа можно было обнаружить, что черное покрытие клеток спирулины было в основном сплошным, а толщина покрытия была однородной в целом (см. Рис. 3 (а), на котором толщина покрытия около 0.3 м). Также можно было обнаружить, что в ячейках образовывались наночастицы (см. Рисунки 3 (a), (b) и (c)), некоторые из которых были собраны, а некоторые отложения образовывались на стенках между отдельными ячейками. Анализ состава показал, что поверхностное покрытие ячеек по-прежнему состояло в основном из Fe и O, а соотношение составов в различных точках было в основном одинаковым (см. Таблицу 1). Как показано на Рисунке 4 и в Таблице 2, за исключением нескольких примесей (теоретические значения для пиков №№ 1, 3, 5, 10 и 13 отсутствуют), покрытие ячейки представляет собой кубический кристалл Fe 3 O. 4, поскольку измеренные значения расстояния до граней кристалла в основном согласуются с теоретическими значениями Fe 3 O 4 (см. Таблицу 2).Рисунок …

Кракелюр Faux Finish Texture Coating

Покрытие с текстурой кракелюра

Покрытие с текстурой искусственной отделки Craquelure от Gluefast

Придайте своему холсту жикле, плакату или фотографии вид, нарисованный вручную с помощью текстурного покрытия Gluefast’s Craquelure с искусственной отделкой. В зависимости от того, как это специальное полимерное покрытие наносится на поверхность печати, фотографии или плаката, внешний вид готового продукта может быть различным — от вида кисти до внешнего вида на холсте.Текстурное покрытие Craquelure, доступное в матовом, полуглянцевом или высокоглянцевом исполнении, позволяет создать уникальный текстурный дизайн. К покрытиям может быть добавлена ​​дополнительная защита от ультрафиолета — требуется минимальное количество. Образцы предоставляются по запросу. Вы можете рассчитывать на покрытие около 256 квадратных футов на галлон.

Что такое покрытие Craquelure Texture Coating?

Текстурное покрытие Craquelure — это бескислотное акриловое полимерное покрытие на водной основе в форме текучего геля. Обычно его наносят кистью, валиком или шпателем непосредственно на холст жикле, плакат или фотографию после растяжки или установки.Покрытие белое, но при высыхании прозрачное.

Нанесите текстурное покрытие Craquelure Faux Finish с помощью…

• Кисть для рисования — оператор может полностью контролировать вид этого эффекта.
• Малярный валик — придает текстурированный вид. Для дополнительной текстуры нанесите больше продукта валиком с ворсом 1/2 дюйма или больше. (Некоторые клиенты используют малярный валик для нанесения матового покрытия, а затем наносят полуглянцевое или высокоглянцевое покрытие кистью, чтобы выделить целевые области.)
• Неабсорбирующий поролоновый валик — наносит на отпечаток тонкие линии акрила. Покрытие наносят в одном направлении и дают высохнуть. Наносится второй слой — поворачивая принт на 90 градусов — обеспечивая текстурированный вид льняной / холщовой ткани.
• Машина для нанесения верхнего покрытия — наносит покрытие Craquelure практически на любой предмет, от бумаги до картона, толщиной до ½ дюйма (13 мм). Применяемый в больших объемах производства, клеевая машина Senator Top Coat Gluer от Gluefast отличается регулируемой толщиной покрытия и контролем скорости.
  

Независимо от того, есть ли у вас холст жикле, плакат или фотография с покрытием с искусственной текстурой Craquelure, ваша работа выглядит так, как если бы она была нарисована вручную художником. При использовании этого покрытия на водной основе имейте в виду, что время высыхания составляет от нескольких минут до часа, в зависимости от нанесенного количества. Упаковка для продукта доступна в квартах, галлонах, ведрах на пять галлонов и бочках на 55 галлонов.

Чтобы купить текстурное покрытие Craquelure онлайн, нажмите здесь.Для получения дополнительной информации свяжитесь с компанией Gluefast Company, Inc. по телефону 800-242-7318 или напишите нам по электронной почте.