Fotoiniziatore di polimerizzazione radicalica di tipo I a bassa migrazione

Uno studio pubblicato di recente si concentra suinuovi ossidi di acilfosfina ad alto livello-fotoiniziatori di tipo I ad alte prestazioni e a bassa migrazione per la polimerizzazione a radicali liberi.

Sintesi della ricerca
Due fotoiniziatori di ossido di acilfosfina a bassa migrazione contenenti doppi legami C insaturi (APO e DAPO) sono stati progettati e sintetizzati per la polimerizzazione dei radicali liberi. Le proprietà e le prestazioni di APO e DAPOnella polimerizzazione dei radicali liberi del triacrilato di trimetilolpropano (TMPTA) sono stati valutati e confrontati con il fotoiniziatore commerciale 2,4,6-trimetil (fenile) etere difenilico (TPO).

Tendenze di sviluppo
La fotopolimerizzazione è una tecnologia verde e in via di sviluppo che utilizza sorgenti luminose per indurre la polimerizzazione della resina senza lanecessità di solventi e presenta i vantaggi di alta efficienza, sicurezza e rispetto dell'ambiente. Il fotoiniziatore è il componente più importante del sistema di fotopolimerizzazione, che deve assorbire efficacemente la luce per generare sostanze attive come radicali liberi, cationi o anioni. Esistono due percorsi di reazione per i fotoiniziatori dei radicali liberi: uno è la scissione alfa dei legami chimici sotto irradiazione luminosa (tipo I), e l'altro è la reazione di estrazione bimolecolare dell'idrogeno tra l'iniziatore e il co-iniziatore (tipo II). Negli ultimi dieci anni, con il rapido sviluppo dei diodi emettitori di luce (LED),UV-I radiatori LED per la fotopolimerizzazione hanno suscitato grande interesse in molti campi applicativi come inchiostri, polimerizzazione dei rivestimenti, adesivi e stampa 3D. UV-Il LED può fornire luce monocromatica con una distribuzione quasi gaussiana e una larghezza di banda relativamente stretta (tipicamente 20-30 miglianautiche), che può essere utilizzato a 365nm, 385nm, 395nm, 405nm e 420nm. Pertanto, progettare e sintetizzare fotoiniziatori che assorbono la luce ultraviolettanell'intervallo di lunghezze d'onda di 365-420nm e generare efficacemente radicali liberi è una questione chiavenel campo dei raggi UV-Fotopolimerizzazione sensibilizzata da LED. Secondo i rapporti, alcuni PI dell'ossido di acilfosfina possono indurre la fotopolimerizzazione sotto irradiazione a LED.

2,4,6-trimetilfenil difenil etere (TPO) è un fotoiniziatore commerciale con lunghezza d'onda di assorbimento massima di 380nm, appartenente al tipo di scissione dei radicali liberi (Tipo I) fotoiniziatore. Il TPO ha un'elevata resa in radicali liberi, un'elevata efficienza di induzione e un'eccellente stabilità del colore, che lo rendono ampiamente utilizzato in campi industriali come quello UV-Rivestimenti fotopolimerizzabili a LED, inchiostri, materiali biomedici, ecc. Tuttavia presenta anche alcuni inconvenienti, il più importante dei quali è l'elevato tasso di migrazione. Negli ultimi anni, l’elevato tasso di migrazione del TPO dopo la polimerizzazione rappresenta in definitiva una minaccia per la salute umana, limitandone l’applicazione in molti campi industriali come i rivestimenti polimerizzabili UV ecologici e gli inchiostri per imballaggi alimentari. Pertanto, inibire la migrazione dei fotoiniziatori tradizionali è una questione chiave inevitabile.

Attualmente, esistono due tipi di fotoiniziatori che possono raggiungere velocità di migrazione inferiori dopo la fotopolimerizzazione: uno consistenell'aumentare il peso delle molecole del fotoiniziatore e l'altro è progettare fotoiniziatori polimerizzabili contenenti doppi legami carbonio-carbonio insaturi. L'aumento del peso molecolare può essere ottenuto aggiungendo una porzione selezionata di peso molecolare più elevato al gruppo acilico per ottenere una struttura di ossido fosfinico. Recentemente, la ricerca sui fotoiniziatori dell'ossido di acilfosfina si è concentrata principalmente sulla modifica degli atomi di fosforo per osservare i loro effetti sulla stabilità, sulle prestazioni di iniziazione e sulla velocità di migrazione. Tuttavia, c'è poca ricerca sulla velocità di migrazione dei derivati ​​dell'ossido di acilfosfina contenenti doppi legami carbonio-insaturi.

La possibilità di applicazioni industriali
I risultati hanno mostrato chenelle stesse condizioni di reazione, DAPO aveva il miglior tasso di conversione del doppio legame (DC) per TMPTA tra i fotoiniziatori testati; I tassi di migrazione di APO e DAPO sono 2/3 e 1/3 di TPO, rispettivamente inferiori a quelli dei fotoiniziatori convenzionali. Inoltre, la solubilità del DAPOnei monomeri è simile a quella del TPO, fornendo la possibilità dell'applicazione industriale del DAPO.