Alacsony migrációjú I. típusú szabad gyökös polimerizációs fotoiniciátor

Egynemrégiben közzétett tanulmány az új acilfoszfin-oxidokra összpontosít-teljesítmény és alacsony migrációjú I. típusú fotoiniciátorok szabad gyökös polimerizációhoz.

Kutatási összefoglaló
Két alacsony migrációjú acil-foszfin-oxid fotoiniciátor, amelyek telítetlen C kettős kötéseket tartalmaznak (APO és DAPO) szabad gyökös polimerizációra tervezték és szintetizálták. Az APO és a DAPO tulajdonságai és teljesítménye a trimetilol-propán-triakrilát szabad gyökös polimerizációjában (TMPTA) értékelték és összehasonlították a kereskedelmi forgalomban lévő 2,4,6 fotoiniciátorral-trimetil (fenil) difenil-éter (TPO).

Fejlesztési trendek
A fotopolimerizáció egy zöld és fejlődő technológia, amely fényforrások segítségével indukálja a gyanta polimerizációját oldószereknélkül, és előnye anagy hatékonyság, biztonság és környezetbarát. A fotoiniciátor a fotopolimerizációs rendszer legfontosabb komponense, amelynek hatékonyan kell elnyelnie a fényt, hogy aktív anyagokat, például szabad gyököket, kationokat vagy anionokat hozzon létre. A szabad gyökös fotoiniciátoroknak két reakcióútja van: az egyik a kémiai kötések alfa-hasítása fénysugárzás hatására. (I. típusú), a másik pedig a bimolekuláris hidrogén extrakciós reakció az iniciátor és a társiniciátor között (típusú II). Az elmúlt évtizedben a fénykibocsátó diódák rohamos fejlődésével (LED-ek), UV-A fotopolimerizációs LED-es radiátoroknagy érdeklődést váltottak ki számos alkalmazási területen, mint például a tinta, a bevonat kikeményítése, a ragasztók és a 3Dnyomtatás terén. UV-A LED közel Gauss-eloszlású, viszonylag szűk sávszélességű monokromatikus fényt tud biztosítani (jellemzően 20-30nm), amely 365nm, 385nm, 395nm, 405nm és 420nm-en használható. Ezért olyan fotoiniciátorok tervezése és szintetizálása, amelyek elnyelik az ultraibolya fényt a 365 hullámhossz-tartományban-420nm-en és hatékonyan szabad gyököket generálni kulcskérdés az UV területén-LED-del érzékenyített fotopolimerizáció. A jelentések szerintnéhány acilfoszfin-oxid PI fotopolimerizációt indukálhat LED-sugárzás hatására.

2,4,6-trimetil-fenil-difenil-éter (TPO) egy kereskedelmi forgalomban kapható fotoiniciátor 380nm maximális abszorpciós hullámhosszal, amely a szabad gyökös hasítási típushoz tartozik (I. típusú) fotoiniciátor. A TPO magas szabadgyök-hozammal, magas indukciós hatékonysággal és kiváló színstabilitással rendelkezik, így széles körben használják az ipari területeken, például az UV-sugárzásban.-LED fényre keményedő bevonatok, tinták, orvosbiológiai anyagok stb. Vannak azonban hátrányai is, amelyek közül a legfontosabb a magas migrációs ráta. Az elmúlt években a TPO kikeményedés utáni magas migrációs rátája végső soron veszélyt jelent az emberi egészségre, korlátozva az alkalmazását számos ipari területen, például a környezetbarát UV-sugárzással térhálósítható bevonatok és élelmiszer-csomagoló tinták esetében. Ezért a hagyományos fotoiniciátorok migrációjának gátlása megkerülhetetlen kulcskérdés.

Jelenleg kétféle fotoiniciátor létezik, amellyel a fotopolimerizációt követően kisebb migrációs sebesség érhető el: az egyik a fotoiniciátor molekulák tömegéneknövelése, a másik pedig a telítetlen szén-szén kettős kötéseket tartalmazó polimerizálható fotoiniciátorok tervezése. A molekulatömegnövelése úgy érhető el, hogy egy kiválasztottnagyobb molekulatömegű részt adunk az acilcsoporthoz, hogy foszfin-oxid szerkezetet kapjunk. Az utóbbi időben az acil-foszfin-oxid fotoiniciátorokkal kapcsolatos kutatások főként a foszforatomok módosítására összpontosítottak, hogy megfigyeljék azok stabilitásra, iniciációs teljesítményre és migrációs sebességre gyakorolt ​​hatását. A szén-szén telítetlen kettős kötéseket tartalmazó acilfoszfin-oxid-származékok migrációs sebességével azonban kevés kutatás foglalkozik.

Ipari alkalmazások lehetősége
Az eredmények azt mutatták, hogy azonos reakciókörülmények között a DAPO volt a legjobb kettős kötés konverziós sebessége (DC) a TMPTA esetében a vizsgált fotoiniciátorok között; Az APO és a DAPO migrációs aránya 2/3 és 1/3 TPO-val, amelyek alacsonyabbak, mint a hagyományos fotoiniciátoroké. Ezenkívül a DAPO oldhatósága monomerekben hasonló a TPO-éhoz, ami lehetőséget ad a DAPO ipari alkalmazására.