Fotoinicjator polimeryzacji wolnorodnikowej oniskiej migracji typu I

Niedawno opublikowane badanie koncentruje sięnanowych tlenkach acylofosfiny-wydajne iniskomigracyjne fotoinicjatory typu I do polimeryzacji wolnorodnikowej.

Podsumowanie badań
Dwaniskomigracyjne fotoinicjatory tlenku acylofosfiny zawierającenienasycone wiązania podwójne C (APO i DAPO) zostały zaprojektowane i zsyntetyzowane pod kątem polimeryzacji wolnorodnikowej. Właściwości i działanie APO i DAPO w polimeryzacji wolnorodnikowej triakrylanu trimetylolopropanu (TMPTA) zostały ocenione i porównane z komercyjnym fotoinicjatorem 2,4,6-trimetylowy (fenyl) eter difenylowy (TPO).

Trendy rozwojowe
Fotopolimeryzacja to ekologiczna i rozwijająca się technologia, która wykorzystuje źródła światła do indukowania polimeryzacji żywicy bez konieczności stosowania rozpuszczalników, a jej zalety to wysoka wydajność, bezpieczeństwo i przyjazność dla środowiska. Fotoinicjator jestnajważniejszym składnikiem układu fotopolimeryzacji, który musi skutecznie pochłaniać światło, aby wytworzyć substancje aktywne, takie jak wolne rodniki, kationy czy aniony. Istnieją dwie ścieżki reakcji fotoinicjatorów wolnorodnikowych: jedna to rozszczepienie alfa wiązań chemicznych pod wpływemnapromieniania światłem (typ I), a druga to reakcja dwucząsteczkowej ekstrakcji wodorem pomiędzy inicjatorem i koinicjatorem (typ II). W ostatniej dekadzienastąpił szybki rozwój diod elektroluminescencyjnych (Diody LED), UV-Promienniki LED do fotopolimeryzacji cieszą się dużym zainteresowaniem w wielu obszarach zastosowań, takich jak atramenty, utwardzanie powłok, kleje i druk 3D. UV-Diody LED mogą zapewniać światło monochromatyczne o rozkładzie bliskim Gaussa i stosunkowo wąskim paśmie (zazwyczaj 20-30nm), które można stosować przy 365nm, 385nm, 395nm, 405nm i 420nm. Dlatego zaprojektowanie i synteza fotoinicjatorów pochłaniających światło ultrafioletowe w zakresie długości fal 365-420nm i skutecznie generują wolne rodniki, to kluczowe zagadnienie w dziedzinie UV-Fotopolimeryzacja światłoczuła LED. Według doniesieńniektóre PI będące tlenkiem acylofosfiny mogą indukować fotopolimeryzację pod wpływemnapromieniowania LED.

2,4,6-eter trimetylofenylodifenylowy (TPO) to komercyjny fotoinicjator o maksymalnej długości fali absorpcji 380nm,należący do typu rozszczepiania wolnorodnikowego (Typ I) fotoinicjator. TPO charakteryzuje się wysoką wydajnością wolnych rodników, wysoką wydajnością indukcyjną i doskonałą stabilnością koloru, dzięki czemu jest szeroko stosowany w dziedzinach przemysłowych, takich jak promieniowanie UV-Powłoki utwardzane światłem LED, tusze, materiały biomedyczne itp. Ma jednak również pewne wady, z którychnajważniejszą jest wysoki współczynnik migracji. W ostatnich latach wysoki współczynnik migracji TPO po utwardzeniu ostatecznie stwarza zagrożenie dla zdrowia ludzkiego, ograniczając jego zastosowanie w wielu dziedzinach przemysłu, takich jak przyjazne dla środowiska powłoki utwardzane promieniami UV i tusze do opakowań żywności. Dlatego też hamowanie migracji tradycyjnych fotoinicjatorów jestnieuniknioną kluczową kwestią.

Obecnie istnieją dwa typy fotoinicjatorów, które mogą osiągnąć mniejsze szybkości migracji po fotopolimeryzacji: jeden polegana zwiększaniu masy cząsteczek fotoinicjatora, a drugi polegana projektowaniu polimeryzowalnych fotoinicjatorów zawierających podwójne wiązanianienasyconego węgiel-węgiel. Zwiększenie masy cząsteczkowej można osiągnąć poprzez dodanie wybranej części o wyższej masie cząsteczkowej do grupy acylowej w celu uzyskania struktury tlenku fosfiny. Ostatnio badanianad fotoinicjatoramina bazie tlenku acylofosfiny skupiały się główniena modyfikacji atomów fosforu w celu obserwacji ich wpływuna stabilność, wydajność inicjacji i szybkość migracji. Niewiele jest jednak badań dotyczących szybkości migracji pochodnych tlenku acylofosfiny zawierającychnienasycone wiązania podwójne węgiel węgiel.

Możliwość zastosowań przemysłowych
Wyniki pokazały, że w tych samych warunkach reakcji DAPO miałnajlepszy współczynnik konwersji wiązania podwójnego (DC) dla TMPTA wśród badanych fotoinicjatorów; Wskaźniki migracji APO i DAPO wynoszą 2/3 i 1/3 TPO, które sąniższeniż w przypadku konwencjonalnych fotoinicjatorów. Ponadto rozpuszczalność DAPO w monomerach jest podobna do rozpuszczalności TPO, co stwarza możliwość przemysłowego zastosowania DAPO.