UV-LED表面消毒辐射场的数学模拟体系的建立及试验验证

为了实现紫外发光二极管(Ultraviolet Light-Emitting Diodes,UV-LED)表面消毒器设计的优化、高效、智能化目的,研究建立了UV-LED表面消毒辐射场的数学模型,并进行了试验验证。根据该数学模型,编写了VBA(Visual Basic for Applications)程序,对辐射场进行了模拟和分析。结果显示,辐射模型的计算值与实测值接近,试验验证了辐射模型的可行性。试验进行了应用举例,当照射距离与灯间距的比值为0.4时,选择最大发光角90°的UV-LED可使辐射场最优化;当照射距离与灯间距的比值为0.8和1.6时,对应的最优选择分别是45°和30°的UV-LED。数学模型和相关计算方法为优化设计紫外线表面消毒设施提供了模拟、优化的有效工具。

UV-LED辐射模式对表面消毒辐射场均匀度的影响

在使用紫外发光二极管(Ultraviolet light-emitting diodes,UV-LED)进行表面消毒时,物体表面会出现部分区域消毒剂量超出必要,部分区域消毒剂量不足的现象。理想的辐射场是物体表面各点的辐射照度相同。为了优化辐射场,建立了辐射场的通用公式,编写VBA程序,实现了对辐射场的数学模拟、分析和优化。对9种UV-LED辐射模式的辐射场进行了实际模拟分析。结果显示:对于由多颗UV-LED组成的光源板,辐射距离与UV-LED间距的比以及UV-LED的辐射模式是辐射场均匀性的决定因素。由于边缘效应,在光源板正下方投影的边长的80%范围内才有可能实现辐射场均匀。当辐射距离和UV-LED间距之比在3~15的范围内时,均匀性良好(最小和最大值的比≥81.8%)。较小的最大发光角的辐射模式在照射距离和UV-LED间距比例偏大的情况下更为适用,反之亦然。

含磷苯并噁嗪UV-LED固化防火涂层

为了获得低吸水率的防火涂层,合成了含磷苯并噁嗪,并将其用于制备环氧丙烯酸酯涂料,以LED-385 nm为光源对涂料进行光固化,研究了涂层的防火性能、附着力、铅笔硬度、耐酸碱性和耐水性。为了降低防火涂层中含磷元素的用量,同时保持涂层的防火性能,在上述体系中引入了盐酸多巴胺,并在此基础上探索了磷氮协同作用对涂层性能的影响。结果表明:2种含磷苯并噁嗪衍生物(DPOBH和DOPOBH)中,DPOBH对涂层防火性能、附着力和硬度的提升作用优于DOPOBH。添加3.7%DPOBH的涂层(EA/DPOBH3.7)的UL-94为V-0等级,硬度为B,附着力为1级,酸质量损失率仅为0.40%,碱质量损失率为2.13%,吸水率仅为0.82%。添加0.5%盐酸多巴胺所得涂层(EA/DPOBH3.5-N0.5)的UL-94为V-0等级,硬度为2H,附着力为1级,耐酸碱性提升。综上可知,在含磷苯并噁嗪环氧丙烯酸酯光固化涂层中磷氮协同作用可有效提升环氧丙烯酸酯涂层的防火性能和耐酸碱性能,降低吸水率。

UV-LED耐黄变木器辊涂面漆的制备及性能研究

本研究围绕UV-LED固化光源的应用,探究了一种耐黄变涂料的制备工艺,以优化UV涂料的耐黄性为重点,探讨多官能团单体、光引发剂、二苯甲酮等助剂对涂料性能的影响。对比不同组分对涂层的附着力、硬度和耐黄变性能的影响。结果表明,适量的多官能团单体对涂层的硬度、附着力有增强作用,但过量则会产生负作用;氧磷类光引发剂有利于提高抗黄性;使用二苯甲酮需要在抗黄性和成本之间平衡。添加紫外光吸收剂、阻胺光稳定剂,可使涂层耐黄变性保持长期稳定。

蓖麻油基光敏树脂的合成及其UV-LED固化无影胶的性能

以蓖麻油、异佛尔酮二异氰酸酯、丙烯酸羟乙酯为原料,通过无溶剂法合成的一种蓖麻油基聚氨酯丙烯酸酯(CO-PUA)作为光敏单体。将自制的CO-PUA、活性稀释剂、硅烷偶联剂、附着力促进剂、光引发剂以及四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯(PETMP)按比例混合制得一系列UV-LED固化无影胶,并考察了PETMP的添加量对无影胶性能的影响。结果表明:引入PETMP的UV-LED固化无影胶具有巯基-烯“点击化学”的反应特性,消除了氧阻的危害,无影胶固化完全。当PETMP的添加量为0.5 g时,具有最佳黏结性能,以有机玻璃-有机玻璃、有机玻璃-不锈钢、玻璃-不锈钢为搭接基材测得黏结拉伸剪切强度分别为2.44 MPa、5.06 MPa和5.70 MPa。

紫外发光二极管(UV-LED)技术对食品微生物灭活应用的研究进展

紫外辐照是一种非热杀菌技术,汞蒸气紫外灯是现阶段用于食品卫生处理的主要设备,但受某些因素影响,汞灯的生产使用将逐渐变少,被环保节能的紫外发光二极管(UV-LED)取代是一种不可避免的趋势。本文根据UV-LED发光原理和多波长耦合应用的特点,综述了对微生物灭活的机理、探究了影响灭活效果的因素(波长、紫外剂量和物料特性)、处理食品的灭菌效果以及对部分食品品质的影响,为UV-LED在食品领域的杀菌处理工艺和设备参数优化提供参考。

生产过程中应用UV-LED光源在线检测迷迭香酸含量的研究

本研究采用275~285 nm波段的UV-LED灯替代氘灯作为迷迭香酸含量检测的单波长光源,优化电路设计,自制UV-LED光源。经验证,光源的性能参数:20 min内280 nm波长下的基线最大漂移量为0.005;波长日内波动绝对差值≤0.414 nm,日间波动绝对差值≤0.827 nm;吸光度日内波动绝对差值≤0.023,波长日间波动绝对差值≤0.039;3天内280 nm波长下的光强波动幅度在2%以内,吸光度波动幅度低于0.008。针对迷迭香酸溶液,经验证UV-LED光源检测结果与氘灯光源检测结果线性相关系数0.99以上,并将UV-LED光源成功应用于在线判定迷迭香酸生产最佳吸附饱和点检测,解决了氘灯光源寿命短、在线检测运行成本高等难题。且自制UV-LED光源光强可调,扩大了光纤光谱仪应用范围,这有助于推动企业实现自动化、数字化的进程。

UV-LED固化技术在木器涂料上的应用

UV-LED固化已成为众多UV涂料固化方式的发展方向,但用于开发低VOC的环境友好型UV-LED固化涂料,并将它运用在木器家具涂装上,其本身仍存在不少难点。为此,本研究通过优选复配光敏剂、活性稀释剂、自制树脂,进行配方设计,开发出一种木器涂料,该涂料经过测试,不仅具有良好涂膜性能和施工性能,而且具有低气味等环保效果。

UV-LED油墨印刷常见问题与应对方法

多年来,印企将原有普通油墨改为UV-LED油墨印刷后,经常出现因印刷过程中操作不严谨造成印品报废问题,导致不必要的经济损失。本文,笔者将对UV-LED油墨印刷中经常遇到的一些问题进行分析探讨。确保印品完全固化使用UV-LED油墨印刷完成后,当在机台看样时,用手触摸印品,特别是套印实地厚黑墨层部分,必须保证摸上去不粘手,确保油墨完全固化,如有反粘现象,可能是光固化不完全。

用KI/KIO_(3)化学曝光剂直接测量UV-LED紫外线输出量的方法

紫外线发光二极管(UV-LED)是新一代紫外线光源,紫外线输出量是最关键的特性参数。为了测量UV-LED的紫外线输出量,提出了用化学曝光剂捕捉UV-LED发射出的紫外线所有光子的测量方法。单位时间内捕捉到的所有光子的能量总和就是紫外线输出量。由于KI/KIO_(3)化学曝光剂是液体,通过旋转可形成漩涡,将UV-LED置于漩涡中,既不接触液体,又能捕捉所有从UV-LED发出的光子,从而准确测量UV-LED的紫外线输出量。测量过程中,UV-LED的热量被引到一个水箱,保持UV-LED的结温稳定。结果表明,通过仔细的操作,KI/KIO_(3)化学曝光剂的测量是可控的,实验数据显示,测量数据的离散系数在0.02~0.079范围内。

用KI/KIO_(3)化学曝光剂测量UV-LED紫外线输出量过程中反射量的确定

用KI/KIO_(3)测量紫外线输出量时,由于液体表面反射,会有部分入射光的光子未进入液体,导致测量误差。根据菲涅耳方程,反射量与入射角密切相关,紫外线发光二极管发出的每束光的辐射角和进入溶液的入射角都是不同的。为了定量多种辐射角、入射角引起的复杂反射的总体反射量,拍摄了各种情况下的化学曝光剂漩涡表面的轮廓,进行了数学分析,建立了准确计算反射损失的数学方法。通过计算得到的反射系数可以补偿反射损失以得到准确的测量结果,也可根据计算数据,控制操作条件以减小反射量。根据拍摄到的液体旋转形成的旋涡,反射系数可被稳定地控制在约0.025。反射系数的稳定意味着消除了反射可能引起的测量误差。

大功率UV-LED散热与纳米TiO_(2)光催化酸性红26耦合系统性能

设计了大功率UV-LED散热和纳米TiO_(2)光催化酸性红26耦合系统,采用污水循环冷却UV-LED提高灯珠工作效率的同时实现污水光催化降解脱色,将污水循环系统与紫外光源冷却耦合是创新点。采用模拟优化UV-LED灯珠排布,以污水脱色为探针反应,发现污水冷却能使UV-LED结温降低41.2%,平均辐照度和污水脱色效率分别提高11.03%和1.68倍。环境因素对污水降解性能影响结果表明,光催化活性与污染物浓度成反比,与催化剂初始浓度成正比,达0.75g/L后趋于稳定;考虑吸附和氧化基团对降解速率影响,最优pH为2。本设计与传统环隙式反应器对比,表观量子产率和脱色效率分别是后者的2.3倍和4.3倍,能耗仅为后者的9.1%。该耦合系统在UV-LED的温度控制和废水处理领域具有潜在应用价值。

超声波联合UV-LED对耐四环素大肠杆菌的灭活效能

采用超声波-UV-LED联合工艺以期实现对污水中抗生素耐药菌(ARB)的去除,通过逐一分析不同频率超声波(33,120,200kHz)、不同波长UV-LED(255,275nm)对耐四环素大肠杆菌的灭活以及膜损伤效能,从而确定超声波联合UV的工艺参数.结果表明,单独超声波作用时,33kHz超声波效果最佳,在输入功率为50W、输入剂量为1080kJ/L时,大肠杆菌的灭活率为2.30log,细胞膜损伤百分比为61.09%;单独UV-LED作用下,辐照剂量为19.92mJ/cm^(2)的255nm UV-LED对细菌的灭活率为5.32log,细胞膜的损伤百分比为2.52%;275nm UV-LED对细菌的灭活率为4.63log,膜损伤百分比为34.95%;但是二者联合使用未产生协同效应.超声波联合UV-LED可使消毒效能显著提升至7.45log,细胞膜损伤提高至68.74%,且能够有效抑制大肠杆菌的复活,复活率降低至0.4%,超声波联合UV-LED在细菌耐药性控制方面显现出巨大的潜力.

Led-UV光固化水性亚光白面漆的研制及其在木器家具中的应用

采用3种水性UV光引发剂联用,研制了一款快速高效、绿色环保、能适合各种异形材涂装的Led-UV光固化水性亚光白面漆,其白度好、硬度高、漆膜丰满、手感嫩滑、光泽柔和,非常适合白色木器家具的涂装。

UV-LED联合高碘酸盐高效降解废水中染料的技术探究

针对有色染料在水中难以被天然降解或被传统污水处理工艺去除的问题,本研究开发了紫外发光二极管(UV-LED)联合高碘酸盐(PI)的高级氧化工艺,以去除水环境中有色染料。结果表明,该体系适用于较宽的pH范围,且当波长约为270 nm、PI浓度为1 mmol/L时降解效能最优;环境中NO_(3)^(-)和HCO_(3)^(-)对染料去除表现出抑制作用,而Cl^(-)、SO_(4)^(2-)和天然腐植酸对体系影响较小。通过淬灭实验和电子顺磁共振实验证实,UV-LED/PI体系降解污染物的主要活性物质为羟基自由基(·OH)和单线态氧(^(1)O_(2))。此外,探究亚甲基蓝(MB)在体系中的转化产物并提出反应路径,对MB及转化产物做多靶点毒性预测,发现转化产物生物可降解性显著提高,但仍然表现出一定的急慢性毒性。

UV-LED辊涂亚光清面漆的研究与应用

针对UV-LED辊涂亚光清面漆,从UV树脂、活性稀释剂、硬质填料、光引发剂和消光粉选择等方面进行探讨,通过实验论证以及辊涂设备应用测试,验证了其在工业化应用上的可行性。

UV LED无溶剂喷涂透明底用涂料研究与应用

针对UV LED无溶剂喷涂透明底用涂料,从UV树脂、单体、光引发剂、润湿流平剂、防沉剂选择等方面进行探讨,通过实验论证以及机械喷涂(包含往复式喷涂、定点喷涂和机器手喷涂)设备应用测试,验证了其在工业化大批量应用的可行性。

技术热点2 LED-UV曝光技术

近年来,各种柔性版制版技术层出不穷,如热敏制版技术、平顶网点技术、全自动制版技术等。其中,用于制作平顶网点的“新势力”——LED-UV曝光技术,在过去的一年被频繁提及,热度较高。在柔性版制版中,最早采用LED-UV技术是考虑到其稳定和高能量输出的特点,用于制作平顶网点印版。

技术热点6 书刊轮转LED-UV胶印技术

2021年底,一场有关“书刊轮转LED-UV胶印技术”的线上论坛,引发了书刊印刷行业的热议和关注。当时,书刊印刷企业对这项技术大多还处于观望状态,在成本和技术成熟度上的顾虑和考量较多。但据了解,2022年这项技术在书刊印刷行业取得了相对较好的落地应用,而且在改造技术上趋于成熟。

LED封装用UV光固化硅树脂制备与性能分析

为进一步提高LED器件封装的热稳定性、粘结力,对UV光固化硅树脂制备与性能分析极为必要。首先分析LED封装用UV光固化硅树脂制备的研究意义,说明UV固化的基本原理,再通过试验制备基于M链、D链、T链的不同分子结构的巯基(SH)硅树脂,加入光引发剂,形成紫外光(UV)固化硅树脂后对不同分子结构的样品进行性能分析,最后和市场中A传统热固型封装胶进行对比,结果表明所制备的UV光固化硅树脂具有良好的耐热性以及粘结力,明显优于市场中的A传统热固型封装胶,具有一定推广价值,以此为相关人员提供研发实践参考。