Type I vrije radicaalpolymerisatie foto-initiator met lage migratie

Een onlangs gepubliceerde studie richt zich opnieuwe acylfosfineoxiden die zo hoog zijn-prestatie en lage migratie type I foto-initiatoren voor vrije radicaalpolymerisatie.

Onderzoekssamenvatting
Twee acylfosfineoxide-foto-initiatoren met lage migratie die onverzadigde dubbele C-bindingen bevatten (APO en DAPO) zijn ontworpen en gesynthetiseerd voor vrije radicaalpolymerisatie. De eigenschappen en prestaties van APO en DAPO bij de vrije radicaalpolymerisatie van trimethylolpropaantriacrylaat (TMPTA) werden geëvalueerd en vergeleken met commerciële foto-initiator 2,4,6-trimethyl (fenyl) difenylether (TPO).

Ontwikkelingstrends
Fotopolymerisatie is een groene en zich ontwikkelende technologie die lichtbronnen gebruikt om harspolymerisatie te induceren zonder denoodzaak van oplosmiddelen, en heeft de voordelen van hoge efficiëntie, veiligheid en milieuvriendelijkheid. Foto-initiator is de belangrijkste component in het fotopolymerisatiesysteem, dat effectief licht moet absorberen om actieve stoffen zoals vrije radicalen, kationen of anionen te genereren. Er zijn twee reactieroutes voor foto-initiatoren met vrije radicalen: de ene is de alfa-splitsing van chemische bindingen onder lichtbestraling (typ ik), en de andere is de bimoleculaire waterstofextractiereactie tussen de initiator en co-initiator (type II). In het afgelopen decennium, met de snelle ontwikkeling van lichtgevende diodes (LED's), UV-LED-radiatoren voor fotopolymerisatie hebben grote belangstelling getrokken in veel toepassingsgebieden, zoals inkt, uitharding van coatings, lijmen en 3D-printen. UV-LED kan monochromatisch licht leveren met een bijna Gaussiaanse distributie en een relatief smalle bandbreedte (doorgaans 20-30nm), die kan worden gebruikt bij 365nm, 385nm, 395nm, 405nm en 420nm. Daarom ontwerpen en synthetiseren we foto-initiatoren die ultraviolet licht absorberen in het golflengtebereik van 365-420nm en effectief vrije radicalen genereren is een sleutelprobleem op het gebied van UV-LED-gevoelige fotopolymerisatie. Volgens rapporten kunnen sommige acylfosfineoxide-PI's fotopolymerisatie induceren onder LED-bestraling.

2,4,6-trimethylfenyldifenylether (TPO) is een commerciële foto-initiator met een maximale absorptiegolflengte van 380nm, behorend tot het vrije radicaalsplitsingstype (Type ik) foto-initiator. TPO heeft een hoge opbrengst aan vrije radicalen, een hoge inductie-efficiëntie en een uitstekende kleurstabiliteit, waardoor het veel wordt gebruikt in industriële velden zoals UV-Coatings, inkten, biomedische materialen, enz. die met LED-licht uitharden. Het heeft echter ook enkelenadelen, waarvan de belangrijkste de hoge migratiesnelheid is. De afgelopen jaren vormt de hoge migratiesnelheid van TPOna uitharding uiteindelijk een bedreiging voor de menselijke gezondheid, waardoor de toepassing ervan op veel industriële gebieden wordt beperkt, zoals milieuvriendelijke UV-uithardende coatings en inkten voor voedselverpakkingen. Daarom is het remmen van de migratie van traditionele foto-initiatoren een onvermijdelijk sleutelprobleem.

Momenteel zijn er twee soorten foto-initiatoren diena fotopolymerisatie lagere migratiesnelheden kunnen bereiken: de ene is het verhogen van het gewicht van de foto-initiatormoleculen, en de andere is het ontwerpen van polymeriseerbare foto-initiatoren die onverzadigde koolstof-dubbele bindingen bevatten. Het verhogen van het molecuulgewicht kan worden bereikt door een geselecteerd deel met een hoger molecuulgewicht aan de acylgroep toe te voegen om een ​​fosfineoxidestructuur te verkrijgen. Recentelijk heeft het onderzoeknaar acylfosfineoxide-foto-initiatoren zich voornamelijk gericht op de modificatie van fosforatomen om hun effecten op de stabiliteit, initiatieprestaties en migratiesnelheid te observeren. Er is echter weinig onderzoeknaar de migratiesnelheid van acylfosfineoxidederivaten die koolstof-onverzadigde dubbele bindingen bevatten.

De mogelijkheid van industriële toepassingen
De resultaten toonden aan dat DAPO onder dezelfde reactieomstandigheden de beste conversiesnelheid van dubbele bindingen had (gelijkstroom) voor TMPTA onder de geteste foto-initiatoren; De migratiepercentages van APO en DAPO zijn 2/3 en 1/3 van TPO, die lager zijn dan die van conventionele foto-initiatoren. Bovendien is de oplosbaarheid van DAPO in monomeren vergelijkbaar met die van TPO, wat de mogelijkheid biedt voor industriële toepassing van DAPO.