Fotoiniciátor radikálové polymerace typu I snízkou migrací
Nedávno publikovaná studie se zaměřujenanové acylfosfinové oxidy tak vysoké-fotoiniciátory typu I snízkou migrací pro radikálovou polymeraci.
Shrnutí výzkumu
Dva acylfosfinoxidové fotoiniciátory snízkou migrací obsahujícínenasycené C dvojné vazby (APO a DAPO) bylynavrženy a syntetizovány pro polymeraci volnými radikály. Vlastnosti a výkon APO a DAPO při radikálové polymeraci trimethylolpropantriakrylátu (TMPTA) byly vyhodnoceny a porovnány s komerčním fotoiniciátorem 2,4,6-trimethyl (fenyl) difenylether (TPO).
Vývojové trendy
Fotopolymerizace je zelená a vyvíjející se technologie, která využívá světelné zdroje k vyvolání polymerace pryskyřice bez potřeby rozpouštědel a má výhody vysoké účinnosti, bezpečnosti a šetrnosti k životnímu prostředí. Fotoiniciátor jenejdůležitější složkou ve fotopolymerizačním systému, který musí účinně absorbovat světlo, aby vytvořil aktivní látky, jako jsou volné radikály, kationtynebo anionty. Existují dvě reakční cesty pro fotoiniciátory volných radikálů: jednou je alfa štěpení chemických vazeb při ozáření světlem. (typ I)a další je reakce bimolekulární extrakce vodíku mezi iniciátorem a koiniciátorem (typ II). V posledním desetiletí s prudkým rozvojem světelných diod (LED diody), UV-LED zářiče pro fotopolymerizaci vzbudily velký zájem v mnoha aplikačních oblastech, jako je inkoust, vytvrzování povlaků, lepidla a 3D tisk. UV-LED může poskytovat monochromatické světlo s téměř Gaussovým rozložením a relativně úzkou šířkou pásma (typicky 20-30nm), které lze použít při 365nm, 385nm, 395nm, 405nm a 420nm. Protonavrhování a syntéza fotoiniciátorů, které absorbují ultrafialové světlo v rozsahu vlnových délek 365-420nm a efektivně generovat volné radikály je klíčovou záležitostí v oblasti UV-LED senzibilizovaná fotopolymerizace. Podle zpráv mohouněkteré acylfosfinoxidové PI indukovat fotopolymerizaci při ozařování LED.
2,4,6-trimethylfenyldifenylether (TPO) je komerční fotoiniciátor s maximální absorpční vlnovou délkou 380nm, patřící k typu štěpení volnými radikály (Typ I) fotoiniciátor. TPO má vysoký výtěžek volných radikálů, vysokou indukční účinnost a vynikající barevnou stálost, díky čemuž je široce používán v průmyslových oblastech, jako je UV-LED světlem tuhnoucínátěry, inkousty, biomedicínské materiály atd. Má však takéněkterénevýhody, znichžnejdůležitější je vysoká rychlost migrace. V posledních letech vysoká míra migrace TPO po vytvrzení v konečném důsledku představuje hrozbu pro lidské zdraví a omezuje jeho použití v mnoha průmyslových oblastech, jako jsou ekologicky šetrné UV vytvrzovatelnénátěry a inkousty pro balení potravin. Proto je inhibice migrace tradičních fotoiniciátorůnevyhnutelným klíčovým problémem.
V současné době existují dva typy fotoiniciátorů, které mohou po fotopolymerizaci dosáhnoutnižší rychlosti migrace: jedním je zvýšení hmotnosti molekul fotoiniciátoru a druhým jenavržení polymerovatelných fotoiniciátorů obsahujícíchnenasycené dvojné vazby uhlík-uhlík. Zvýšení molekulové hmotnosti lze dosáhnout přidáním vybrané části s vyšší molekulovou hmotností k acylové skupině, aby se získala struktura fosfinoxidu. V poslední době se výzkum acylfosfinoxidových fotoiniciátorů soustředil hlavněna modifikaci atomů fosforu za účelem pozorování jejich účinkůna stabilitu, iniciační výkon a rychlost migrace. Existuje však malý výzkum rychlosti migrace derivátů acylfosfinoxidu obsahujících uhlík uhlíknenasycené dvojné vazby.
Možnost průmyslových aplikací
Výsledky ukázaly, že za stejných reakčních podmínek měl DAPOnejlepší rychlost konverze dvojné vazby (DC) pro TMPTA mezi testovanými fotoiniciátory; Míry migrace APO a DAPO jsou 2/3 a 1/3 TPO, v tomto pořadí, které jsounižšínež u běžných fotoiniciátorů. Kromě toho je rozpustnost DAPO v monomerech podobná rozpustnosti TPO, což poskytuje možnost průmyslové aplikace DAPO.
