Alhaisen migraatiotyypin I vapaaradikaalipolymeroinnin fotoinitiaattori

Äskettäin julkaistussa tutkimuksessa keskitytään uusiin asyylifosfiinioksideihin-suorituskykyä ja vähän migraatiota tyypin I fotoinitiaattorit vapaiden radikaalien polymerointiin.

Tutkimuksen yhteenveto
Kaksi vähän migraatiota asyylifosfiinioksidifotoinitiaattoria, jotka sisältävät tyydyttymättömiä C-kaksoissidoksia (APO ja DAPO) suunniteltiin ja syntetisoitiin vapaiden radikaalien polymerointiin. APO:n ja DAPO:n ominaisuudet ja suorituskyky trimetylolipropaanitriakrylaatin vapaaradikaalipolymeroinnissa (TMPTA) arvioitiin ja verrattiin kaupalliseen fotoinitiaattoriin 2,4,6-trimetyyli (fenyyli) difenyylieetteri (TPO).

Kehityssuuntaukset
Fotopolymerointi on vihreä ja kehittyvä tekniikka, joka käyttää valonlähteitä hartsin polymeroinnin aikaansaamiseen ilman liuottimien tarvetta. Sen etuna on korkea hyötysuhde, turvallisuus ja ympäristöystävällisyys. Fotoinitiaattori on fotopolymerointijärjestelmän tärkein komponentti, jonka on absorboitava tehokkaasti valoa aktiivisten aineiden, kuten vapaita radikaaleja, kationeja tai anioneja, muodostamiseksi. Vapaiden radikaalien fotoinitiaattoreilla on kaksi reaktioreittiä: toinen on kemiallisten sidosten alfakatkaisu valosäteilyn vaikutuksesta (tyyppi I)ja toinen on bimolekulaarinen vetyuuttoreaktio initiaattorin ja yhteisinitiaattorin välillä (tyyppi II). Viime vuosikymmenen aikana valodiodiennopea kehitys (LEDit), UV-Valopolymerointiin tarkoitetut LED-säteilijät ovat herättäneet suurta kiinnostusta monilla sovellusalueilla, kuten musteessa, pinnoitteiden kovetuksessa, liima-aineissa ja 3D-tulostuksessa. UV-LED voi tarjota monokromaattista valoa lähes Gaussin jakautumalla ja suhteellisen kapealla kaistanleveydellä (yleensä 20-30nm), jota voidaan käyttää aallonpituuksilla 365nm, 385nm, 395nm, 405nm ja 420nm. Siksi suunnitellaan ja syntetisoidaan fotoinitiaattoreita, jotka absorboivat ultraviolettivaloa aallonpituusalueella 365-420nm ja tuottavat tehokkaasti vapaita radikaaleja on avainkysymys UV-alueella-LED-herkistetty fotopolymerointi. Raporttien mukaan jotkin asyylifosfiinioksidin PI:t voivat aiheuttaa valopolymeroitumista LED-säteilyn alla.

2,4,6-trimetyylifenyylidifenyylieetteri (TPO) on kaupallinen fotoinitiaattori, jonka suurin absorptioaallonpituus on 380nm ja joka kuuluu vapaiden radikaalien pilkkoutumistyyppiin (Tyyppi I) fotoinitiaattori. TPO:lla on korkea vapaiden radikaalien saanto, korkea induktiotehokkuus ja erinomainen värin stabiilisuus, joten sitä käytetään laajasti teollisuudessa, kuten UV-säteilyssä.-LED-valossa kovettuvia pinnoitteita, musteita, biolääketieteellisiä materiaaleja jne. Sillä on kuitenkin myös joitain haittoja, joista tärkein on sen korkea migraationopeus. Viime vuosina TPO:n korkea migraationopeus kovettumisen jälkeen on lopulta uhka ihmisten terveydelle ja rajoittaa sen käyttöä monilla teollisuuden aloilla, kuten ympäristöystävällisissä UV-kovettuvissa pinnoitteissa ja elintarvikepakkausmusteissa. Siksi perinteisten fotoinitiaattorien kulkeutumisen estäminen on väistämätön avainkysymys.

Tällä hetkellä on olemassa kahden tyyppisiä fotoinitiaattoreita, joilla voidaan saavuttaa alhaisemmat migraationopeudet valopolymeroinnin jälkeen: toinen on lisätä fotoinitiaattorimolekyylien painoa ja toinen on suunnitella polymeroituvia fotoinitiaattoreita, jotka sisältävät tyydyttymättömiä hiilihiilikaksoissidoksia. Molekyylipainon lisääminen voidaan saavuttaa lisäämällä asyyliryhmään valittu suurempi molekyylipainoinen osa fosfiinioksidirakenteen saamiseksi. Viime aikoina asyylifosfiinioksidin fotoinitiaattoreita koskeva tutkimus on keskittynyt pääasiassa fosforiatomien muuntamiseenniiden vaikutusten stabiilisuuteen, initiaatiokykyyn ja migraationopeuteen havaitsemiseksi. Hiilen hiilityydyttymättömiä kaksoissidoksia sisältävien asyylifosfiinioksidijohdannaisten migraationopeudesta on kuitenkin vähän tutkimusta.

Mahdollisuus teollisiin sovelluksiin
Tulokset osoittivat, että samoissa reaktio-olosuhteissa DAPO:lla oli paras kaksoissidoskonversionopeus (DC) TMPTA:lle testattujen fotoinitiaattorien joukossa; APO:n ja DAPO:n siirtonopeudet ovat 2/3 ja 1/3 TPO:ta, jotka ovat pienempiä kuin tavanomaisten fotoinitiaattoreiden. Lisäksi DAPO:n liukoisuus monomeereihin on samanlainen kuin TPO:n, mikä tarjoaa mahdollisuuden DAPO:n teolliseen käyttöön.