UV curing of hybrid coatings : The sol-gel process

Abstract

ABSTRACT

This thesis was made as part of the PlasmaNice project which main objective is to develop equipment for in-line atmospheric plasma deposition of functional nanocoatings on various fibre- and polymer-based substrates. The project aims at the improvement of recyclability of conventional fossil fuel based plastics and/or the replacement by renewable bio-based (and biodegradable) materials.

Thesis consist on general literature overview about sol-gel chemical deposition method and UV curing; photoinitiated polymerization for hybrid coatings. Chemical composition of sol -gels and hybrid coatings and their common chemical reactions were researched from scientific literature from UV curable applications point of view.

UV curing reactions for hybrid coatings were studied in practice and experimental part consist of development work and for instance performing spectroscopical and microscopical characterization of hybrid coatings to support project aims.

Both literature and experimental work was conducted under employment relationship with VTT Technical Research Centre of Finland in Tampere. Experimental part of the thesis is confidential and therefore is not published for five years outside confidentiality agreement members or PlasmaNice project members.

TIIVISTELMÄ

Tämä opinnäytetyö tehtiin osana PlasmaNice-projektia. Projektin päämääränä on funktionaalisten nano-pinnoitteiden plasmadepostiotekniikoiden kehittäminen useille kuitu- ja polymeeripohjaisille substraateille. Projektin tarkoitus on parantaa perinteisten fossiiliöljyn käyttöön perustuvien muovituotteiden kierrätettävyyttä ja/tai korvata ne uusilla bio-pohjaisilla sekä biohajoavilla materiaaleilla.

Opinnäytetyö koostuu kirjallisuuskatsauksesta, jossa perehdytään sooli-geeli tekniikan kemialliseen pinnoitamismenetelmään ja pinnoitteen UV-kovettamiseen; radikaalipolymeroitumiseen. Sooli -geelien ja hybridipinnoitteiden kemiallinen koostumus ja näiden yleiset kemialliset muodostumisreaktiot UV-kovettamistekniikan sovellusten näkökulmasta olivat kirjallisuuskatsauksen pääkohteena.

Hybridipinnoitteiden UV-kovettamisen reaktiokinetiikka oli käytännön tutkimuksen aiheena. Käytännön osuus koostui esimerkiksi spektroskoopisesta ja mikroskooppisesta pinnoitteiden karakterisoimisesta.

Sekä kirjallisuusosuus, että käytännön työ tehtiin työsuhteen aikana. Opinnäytetyön kokeellinen osuus on luottamuksellinen, ja sitä ei julkaista viiteen vuoteen PlasmaNice-projektin ulkopuolisille jäsenille.