光引發(fā)劑DETX
? ? ? ?隨著紫外光固化技術的發(fā)展和工業(yè)化生產(chǎn)的需要,對光引發(fā)劑DETX的性能要求越來越高,包括:
(l)光引發(fā)劑DETX的吸收光譜在光源的發(fā)射光潛區(qū),活性中間體的量子產(chǎn)率高,同時產(chǎn)物的活性中間體反應活性高,即光引發(fā)效率高;
(2)由活性稀釋劑和低聚物組成的基質應具有良好的溶解性;
(3)毒性低,無刺激性氣味;
(4)良好的熱穩(wěn)定性和儲存穩(wěn)定性;
(5)固化后不發(fā)黃、不老化;
由于UV固化體系一般處于弱極性環(huán)境,特別有利于自由基的形成和后續(xù)反應,自由基中間體在光引發(fā)化學反應和后續(xù)聚合反應中起重要作用,這也是自由基光引發(fā)劑被廣泛應用的原因。然而,在光活化的作用下,陽離子光引發(fā)劑經(jīng)歷了一系列從分子到激發(fā)態(tài)的分解反應,終產(chǎn)生質子酸或路易斯酸,作為陽離子聚合的活性物種引發(fā)聚合反應。
光引發(fā)劑DETX的引發(fā)機理大致可分為以下四類:分解反應機理、吸氫反應機理、電荷轉移絡合物和能量轉移機理,描述如下:
光引發(fā)劑DETX分子吸收光能后,由基態(tài)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài),激發(fā)態(tài)分子發(fā)生諾里什反應,使羰基與相鄰碳原子之間的共價鍵拉長、減弱、斷裂,產(chǎn)生自由基。這些光引發(fā)劑通常用于引發(fā)自由基光固化體系,主要是安息香、苯偶酰縮酮、苯乙酮和?;趸ⅰ?/p>
光引發(fā)劑分子吸收紫外光能量后被激發(fā),由基態(tài)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài),激發(fā)態(tài)分子的共價鍵斷裂生成自由基,即裂化反應機理。
裂化反應機理式中,X-Y為基態(tài)引發(fā)劑分子,(X-Y)為激發(fā)態(tài)引發(fā)劑分子,X0和Y0為生成的兩個自由基,可以相同,也可以不同。該反應通常發(fā)生在不飽和聚酯、環(huán)氧丙烯酸和異氰酸酯改性丙烯酸樹脂的聚合和固化反應過程中。
在光固化體系中,光引發(fā)劑在光固化過程中往往沒有完全耗盡,非光解部分往往遷移到涂層表面,導致涂層發(fā)黃老化,影響產(chǎn)品質量。另一方面,一些啟動器和系統(tǒng)不兼容或兼容性差,這限制了它們的應用。為了解決這些問題,人們關注光引發(fā)劑的高分子量。與小分子質量引發(fā)劑相比。
光引發(fā)劑DETX具有以下優(yōu)點:
(1)聚合物鏈中的能量轉移和分子間反應變得更容易,這使得聚合物光引發(fā)劑具有更高的光活性;
(2)通過與非活性基團共聚,調節(jié)設計光敏基團之間的距離或改變光敏基團與主鏈之間的距離,從而得到不同反應活性的光引發(fā)劑;
(3)在同一聚合物鏈中可以引入不同的光活性基團,利用它們的協(xié)同效應提高光敏性;
(4)光敏基團的聚合限制了光敏基團的遷移,從而防止涂料發(fā)黃和老化;
(5)由于大多數(shù)光解碎片仍然附著在聚合物基質上,因此可以降低系統(tǒng)的氣味和毒性。
一方面,光引發(fā)劑的聚合可以直接將引發(fā)劑連接到聚合物或低聚物的鏈上,例如,可以將噻噸酮和?;趸⒁刖酆衔镦溨?。另一方面,也可以在引發(fā)劑結構中引入可聚合的官能團,使得它可以在光固化過程中聚合。如二苯甲酮結構,變成四丙烯酸酯。
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