انخفاض الهجرة من النوع الأول ضوئي البلمرة الجذرية الحرة

تركز دراسة منشورة مؤخرًا على أكاسيد الأسيلفوسفين الجديدة عالية-الأداء والمثبطات الضوئية من النوع الأول منخفضة الترحيل من أجل بلمرة الجذور الحرة.

ملخص البحث
اثنين من محفزات ضوئية لأكسيد الأسيلفوسفين منخفضة الهجرة تحتوي على روابط مزدوجة C غير مشبعة (أبو و دابو) تم تصميمها وتصنيعها من أجل بلمرة الجذور الحرة. خصائص وأداء APO وDAPO في بلمرة الجذور الحرة لثلاثي ميثيلول بروبان ثلاثي أكريلات (تمبتا) تم تقييمها ومقارنتها مع photoinitiator التجارية 2،4،6-ثلاثي ميثيل (فينيل) إيثر ثنائي الفينيل (TPO).

اتجاهات التنمية
البلمرة الضوئية هي تقنية خضراء ومتطورة تستخدم مصادر الضوء للحث على بلمرة الراتنج دون الحاجة إلى المذيبات، وتتمتع بمزايا الكفاءة العالية والسلامة والصداقة للبيئة. يعد البادئ الضوئي العنصر الأكثر أهمية في نظام البلمرة الضوئية، والذي يجب أن يمتص الضوء بشكل فعال لتوليد مواد فعالة مثل الجذور الحرة، أو الكاتيونات، أو الأنيونات. هناك مساران للتفاعل مع المحفزات الضوئية الجذرية الحرة: أحدهما هو انقسام ألفا للروابط الكيميائية تحت إشعاع الضوء (النوع الأول)والآخر هو تفاعل استخلاص الهيدروجين ثنائي الجزيء بين البادئ والبادئ المشارك (النوع الثاني). في العقد الماضي، مع التطور السريع للثنائيات الباعثة للضوء (المصابيح)، الأشعة فوق البنفسجية-لقد اجتذبت مشعات LED للبلمرة الضوئية اهتمامًا كبيرًا في العديد من مجالات التطبيق مثل الحبر ومعالجة الطلاء والمواد اللاصقة والطباعة ثلاثية الأبعاد. الأشعة فوق البنفسجية-يمكن أن يوفر LED ضوءًا أحادي اللون مع توزيع غوسي قريب وعرض نطاق ضيق نسبيًا (عادة 20-30 نانومتر)، والتي يمكن استخدامها عند 365 نانومتر، 385 نانومتر، 395 نانومتر، 405 نانومتر، و 420 نانومتر. ولذلك، تم تصميم وتصنيع المحفزات الضوئية التي تمتص الضوء فوق البنفسجي في نطاق الطول الموجي 365-420 نانومتر وتوليد الجذور الحرة بشكل فعال هو قضية رئيسية في مجال الأشعة فوق البنفسجية-بلمرة ضوئية حساسة LED. وفقًا للتقارير، يمكن لبعض PIs لأكسيد الفوسفين أن تحفز البلمرة الضوئية تحت إشعاع LED.

2,4,6-ثلاثي ميثيل فينيل ثنائي الفينيل إيثر (TPO) عبارة عن مُنشئ ضوئي تجاري يبلغ أقصى طول موجي لامتصاصه 380 نانومتر، وينتمي إلى نوع الانقسام الجذري الحر. (النوع الأول) photoinitiator. يتمتع TPO بإنتاجية عالية للجذور الحرة، وكفاءة تحريضية عالية، واستقرار ممتاز للألوان، مما يجعله يستخدم على نطاق واسع في المجالات الصناعية مثل الأشعة فوق البنفسجية-الطلاءات المعالجة بضوء LED، والأحبار، والمواد الطبية الحيوية، وما إلى ذلك. ومع ذلك، فإن لديها أيضًا بعض العيوب، وأهمها هو معدل الهجرة المرتفع. في السنوات الأخيرة، يشكل معدل انتقال TPO المرتفع بعد المعالجة في النهاية تهديدًا لصحة الإنسان، مما يحد من تطبيقه في العديد من المجالات الصناعية مثل الطلاءات القابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية الصديقة للبيئة وأحبار تغليف المواد الغذائية. ولذلك، فإن تثبيط هجرة photoinitiators التقليدية هو قضية رئيسية لا مفر منها.

في الوقت الحاضر، هناك نوعان من المبدئات الضوئية التي يمكنها تحقيق معدلات انتقال أقل بعد البلمرة الضوئية: أحدهما هو زيادة وزن جزيئات المبدئ الضوئي، والآخر هو تصميم مبدئات ضوئية قابلة للبلمرة تحتوي على روابط كربون مزدوجة غير مشبعة. يمكن تحقيق زيادة الوزن الجزيئي عن طريق إضافة جزء محدد من الوزن الجزيئي الأعلى إلى مجموعة الأسيل للحصول على بنية أكسيد الفوسفين. في الآونة الأخيرة، ركزت الأبحاث التي أجريت على محفزات أكسيد الأسيلفوسفين الضوئية بشكل أساسي على تعديل ذرات الفوسفور لمراقبة آثارها على الاستقرار، وأداء البدء، ومعدل الهجرة. ومع ذلك، هناك القليل من الأبحاث حول معدل هجرة مشتقات أكسيد الأسيلفوسفين التي تحتوي على روابط ثنائية الكربون غير المشبعة.

إمكانية التطبيقات الصناعية
وأظهرت النتائج أنه في ظل نفس ظروف التفاعل، حصل DAPO على أفضل معدل تحويل للسندات المزدوجة (العاصمة) لTMPTA بين photoinitiators اختبارها؛ معدلات ترحيل APO وDAPO هي 2/3 و 1/3 من TPO، على التوالي، وهي أقل من تلك الموجودة في المحفزات الضوئية التقليدية. علاوة على ذلك، فإن قابلية ذوبان DAPO في المونومرات مماثلة لذوبان TPO، مما يوفر إمكانية التطبيق الصناعي لـ DAPO.