UV 單體(或低聚物)中的官能團種類與數(shù)量是決定涂層性能的核心因素，直接影響固化反應(yīng)速率、交聯(lián)密度、機械性能及化學(xué)抗性等。以下從官能團數(shù)量(官能度) 和官能團種類兩個維度，詳細解析其對涂層的具體影響：

　　一、官能團數(shù)量(官能度)的影響

　　官能度指分子中含有的可參與 UV 固化反應(yīng)(如丙烯酸雙鍵、環(huán)氧基團等)的活性位點數(shù)量，是影響涂層交聯(lián)密度的關(guān)鍵因素。

　　1. 低官能度單體(1-2 個官能團)

　　單官能團(1 個活性位點)

　　交聯(lián)密度低：分子間僅能形成線性或輕度支化結(jié)構(gòu)，涂層柔韌性好、伸長率高，但硬度低、耐刮擦性差。

　　固化速率較慢：單個活性位點反應(yīng)概率低，需更長 UV 照射時間。

　　稀釋性強：粘度低(如前文所述 1-50 mPa?s)，常用于降低體系粘度，改善涂布性。

　　典型應(yīng)用：柔性基材(如塑料薄膜、皮革)的涂層，需兼顧附著力與柔韌性。

　　雙官能團(2 個活性位點)

　　交聯(lián)密度中等：形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，平衡硬度與柔韌性(“剛?cè)岵?。

　　固化速率適中：比單官能團快，比多官能團慢，適合對固化速度要求不極端的場景。

　　適用性廣：可單獨使用或與其他單體復(fù)配，兼顧涂布性與基本機械性能(如抗沖擊、耐彎折)。

　　典型應(yīng)用：金屬表面底漆、木材涂層，需一定硬度且避免脆化。

　　2. 多官能團單體(3 個及以上官能團)

　　交聯(lián)密度高：多個活性位點同時反應(yīng)，形成致密三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，涂層硬度高、耐刮擦、耐化學(xué)性(如耐溶劑、耐酸堿)優(yōu)異。

　　固化速率快：多位點同時聚合，反應(yīng)效率高，適合高速生產(chǎn)線(如印刷、卷材涂覆)。

　　脆性增加：高交聯(lián)密度導(dǎo)致涂層柔韌性下降，易開裂(尤其在基材伸縮時，如塑料彎曲)。

　　粘度較高：多官能團分子結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，粘度通常在 100 mPa?s 以上，可能需要搭配低官能度單體調(diào)節(jié)流動性。

　　典型應(yīng)用：地板耐磨涂層、光盤表面硬化層、玻璃防刮涂層。

　　二、官能團種類的影響

　　不同化學(xué)結(jié)構(gòu)的官能團(如丙烯酸酯基、環(huán)氧基、乙烯基醚等)因反應(yīng)活性、極性、分子間作用力不同，對涂層性能產(chǎn)生差異化影響。

　　1. 丙烯酸酯基(-OOCCH=CH?)

　　反應(yīng)活性：最高(在 UV 引發(fā)下)，固化速度快，是最常用的官能團。

　　極性：中等，對極性基材(如金屬、玻璃)附著力較好。

　　涂層性能：硬度與柔韌性可通過官能度調(diào)節(jié)，耐候性中等(長期紫外照射可能黃變)。

　　代表單體：單官能團(HEMA)、雙官能團(HDDA)、多官能團(TMPTA)。

　　2. 甲基丙烯酸酯基(-OOC (CH?)=CH?)

　　反應(yīng)活性：低于丙烯酸酯基，固化速度較慢，但儲存穩(wěn)定性更好(不易自聚)。

　　極性：略低于丙烯酸酯，涂層收縮率更低(因甲基位阻效應(yīng))，尺寸穩(wěn)定性更佳。

　　涂層性能：硬度稍高，耐化學(xué)性略優(yōu)，黃變傾向比丙烯酸酯小。

　　代表單體：甲基丙烯酸羥丙酯(HPMA)、雙甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)。

　　3. 環(huán)氧基(-C-O-C-，三元環(huán)結(jié)構(gòu))

　　反應(yīng)活性：需陽離子引發(fā)劑(如碘鎓鹽)，固化速度較慢，但固化反應(yīng)不受氧氣阻聚(丙烯酸酯易受氧氣影響)。

　　極性：高，對金屬、陶瓷等極性基材附著力極強。

　　涂層性能：硬度高、耐化學(xué)腐蝕性優(yōu)異(尤其耐酸、耐溶劑)，但柔韌性差，黃變風(fēng)險低(適合白色或淺色涂層)。

　　代表單體：環(huán)氧丙烷丙烯酸酯、雙酚 A 環(huán)氧二丙烯酸酯(低聚物，含環(huán)氧與丙烯酸雙重官能團)。

　　4. 乙烯基醚基(-O-CH=CH?)

　　反應(yīng)活性：中等(陽離子聚合)，固化速度介于丙烯酸酯與環(huán)氧基之間，同樣不受氧氣阻聚。

　　極性：低，涂層表面能低，具有一定疏水性(抗污性好)。

　　涂層性能：柔韌性優(yōu)異，耐候性好(不易黃變)，但交聯(lián)密度較低，硬度和耐刮性較弱。

　　代表單體：乙基乙烯基醚、環(huán)己基乙烯基醚(多作為活性稀釋劑，改善低聚物流動性)。

　　5. 含特殊基團的官能團

　　羥基(-OH)：引入羥基的單體(如 HEMA)可提升涂層與基材的附著力(通過氫鍵作用)，并增強對顏料的潤濕性。

　　氟代 / 硅代官能團：含氟(如氟代丙烯酸酯)或硅(如硅氧烷丙烯酸酯)的單體，可降低涂層表面能，賦予抗水、抗油、抗污性能，但成本較高。

　　胺基(-NH?)：少量引入可加速丙烯酸酯聚合(作為助引發(fā)劑)，但可能增加黃變風(fēng)險。

　　三、官能團數(shù)量與種類的協(xié)同影響

　　實際應(yīng)用中，涂層性能需通過 “官能團數(shù)量 + 種類” 的組合設(shè)計實現(xiàn)平衡：

　　例 1：高硬度 + 耐黃變需求 → 多官能團環(huán)氧丙烯酸酯(高交聯(lián)密度 + 低黃變)+ 少量甲基丙烯酸酯(降低收縮)。

　　例 2：柔性 + 耐候性需求 → 雙官能團乙烯基醚(低極性 + 耐候)+ 單官能團丙烯酸酯(調(diào)節(jié)粘度與附著力)。

　　例 3：快速固化 + 高附著力 → 雙官能團丙烯酸酯(快固化)+ 含羥基單體(增強附著力)。

　　總結(jié)

　　官能團數(shù)量：主要決定交聯(lián)密度，影響硬度、柔韌性、固化速度(官能度越高，交聯(lián)密度越大、硬度越高、固化越快，但柔韌性下降)。

　　官能團種類：決定反應(yīng)活性、極性、耐候性等，例如丙烯酸酯側(cè)重快速固化，環(huán)氧基側(cè)重耐化學(xué)性，乙烯基醚側(cè)重耐候與低表面能。

　　通過合理搭配官能團的數(shù)量與種類，可精準(zhǔn)調(diào)控涂層的綜合性能，滿足不同場景(如包裝、電子、建材)的需求。