紫外线（UV）固化粘合剂、涂料、油墨、掩模和灌封材料早已成为快速、环保、具成本效益的生产固化方法之一。在适当的情况下，许多材料（单体-配体混合物）可以在一瞬间完全固化（聚合）！熟悉紫外线固化的工艺工程师一般都知道，稳定、完全的固化取决于所使用的紫外线剂量（更恰当的说法是能量密度或辐射流量密度）。然而，许多人并不熟悉紫外线强度（更恰当的说法是有效辐照度）对固化强度的影响。

剂量还是强度？

紫外线剂量或能量密度通常以焦耳或毫焦为单位，是紫外线强度/辐照度与紫外线照射总时间的乘积。例如，将单体置于 300 毫瓦的紫外线辐照下 10 秒钟，可获得 3 焦耳的紫外线能量；将单体置于 3000 毫瓦（或 3 瓦）的紫外线辐照下 1 秒钟，也可获得 3 焦耳的紫外线能量。哪种方法更可取？紫外线灯系统在产生紫外线能量的同时，必然会产生红外线（IR）能量形式的热量。由于基底材料通常对热敏感，许多感光聚合物化学家和工艺工程师认为，较低强度和较长的曝光时间是处理热敏感应用的方法。事实上，如果采用正确的 “多重固化 ”方法，情况恰恰相反。但是，撇开热敏因素不谈，高强度短时间固化和低强度长时间固化的粘接或固化强度是否相同？

几年前，S. Jonsson 博士等人进行了一项具有里程碑意义的研究，该研究显著强调了一个事实，即强度非常高（但曝光时间短）的固化物通常比相同剂量的低强度长固化物强度更高、聚合更完全。在一个模型评估系统*中，他证实强度增加 10 到 20 倍，聚合率几乎增加 50%。测试结果表明，“通过使用高强度辐照装置，生产速度可以提高 20 倍，而转化率仍可提高 25%”。Jonsson 博士将大部分已证明的固化改进归因于一种我们现在称之为暗固化的现象，即紫外线熄灭后固化仍在继续。“特别是在较高强度下的较短曝光时间内，现在很明显，聚合的暗色部分占总转化率的 90% 以上！” 如果对吸管施加轻微的压力或速度，即使压力持续很长时间，也可能无法刺穿几毫米。但是，如果你只是在一瞬间施加极大的压力或速度，你可能会发现吸管已经刺穿了整个马铃薯。极强的力度会穿透得很深。

表面粘着和氧抑制 对于自由基引发剂化学成分（常见的）来说，极强紫外线应用的另一个主要好处是可减轻因氧抑制引起的表面固化问题。简而言之，除了“击穿”深层固化机制外，极强紫外线还能有效地瞬间封闭表面，防止不必要的氧气随后扩散到薄膜中。Jonsson 对这种高强度缓解的效果进行了显著的展示和记录。在一项比较研究中，当使用极高强度时，空气中的初始聚合速率与氮气净化环境中的固化速率几乎相等！** 当然，低强度辐照的情况并非如此。

温度控制

对温度敏感的基材和化学物质是各种涂层工艺和无数其他应用中的常见问题。热量控制的第一步是优化红外过滤，通常在紫外固化灯本身完成。二向色滤光片和反射器以及良好的灯管设计在这方面大有帮助。但是，即使是最好的红外过滤，在紫外线强度极高的情况下也会产生大量热量。这就是 “多重固化”。LESCO 率先采用了这种新颖的方法来应对热量上升的挑战。多重固化 "允许在慢速、低强度工艺中累积相同的焦耳剂量，以多通道、短时间但极高强度的形式进行应用。聚合度最大，热升温最小。LESCO 第 107 号白皮书对此进行了详细论述。

特殊应用

为了追求更高的产量和更低的成本，越来越多的工艺速度都在不断提高。在磁盘驱动器、喷墨墨盒制造、印刷电路板生产线以及许多其他工艺中，对速度的需求似乎永无止境。利用极强紫外线点固化技术，可以提供足够的功率，使特殊的多芯光纤光源将紫外线传送到高速生产线上多个离散的固化点。结果是次秒固化，受益于暗固化强度的提高和聚合作用的终止、完全的温度控制以及所有的氧气抑制问题。由于光源最初产生的大部分强度会因光导传输损耗和毛刺分裂而损失，因此点固化装置本身必须尽可能达到最高强度。事实上，对于某些工艺固化，特别是涉及金属基材粘接的固化，如果没有极高的强度和随后的暗固化，紫外线固化根本无法达到足够的粘接强度。

结论

随着越来越多的用户了解到超高强度紫外线固化技术与低强度技术相比的优势，超高强度紫外线固化技术显然将成为主流。虽然超高强度紫外线灯系统的初始成本较高，但在运行第一年内完全收回成本的情况并不少见。上述研究表明，超高强度紫外线灯系统在大幅提高工艺速度、提高固化强度和改善热控制方面具有明显优势。