Låg migration typ I fri radikal polymerisation fotoinitiator

Ennyligen publicerad studie fokuserar pånya acylfosfinoxider som höga-prestanda och låg migration typ I fotoinitiatorer för fri radikal polymerisation.

Forskningssammanfattning
Två fotoinitiatorer av acylfosfinoxid med låg migration innehållande omättade C-dubbelbindningar (APO och DAPO) designades och syntetiserades för polymerisation av fria radikaler. Egenskaperna och prestanda för APO och DAPO vid friradikalpolymerisation av trimetylolpropantriakrylat (TMPTA) utvärderades och jämfördes med kommersiell fotoinitiator 2,4,6-trimetyl (fenyl) difenyleter (TPO).

Utvecklingstrender
Fotopolymerisation är en grön och utvecklande teknologi som använder ljuskällor för att inducera hartspolymerisation utan behov av lösningsmedel, och har fördelarna med hög effektivitet, säkerhet och miljövänlighet. Fotoinitiator är den viktigaste komponenten i fotopolymerisationssystemet, som effektivt måste absorbera ljus för att generera aktiva substanser som fria radikaler, katjoner eller anjoner. Det finns två reaktionsvägar för fotoinitiatorer av fria radikaler: den ena är alfaklyvningen av kemiska bindningar under ljusbestrålning (typ I)och den andra är den bimolekylära väteextraktionsreaktionen mellan initiatorn och saminitiatorn (typ II). Under det senaste decenniet, med den snabba utvecklingen av lysdioder (lysdioder)UV-LED-radiatorer för fotopolymerisation har väckt stort intresse inom många applikationsområden som bläck, beläggningshärdning, lim och 3D-utskrift. UV-LED kan ge monokromatiskt ljus med ennära Gaussisk fördelning och relativt smal bandbredd (vanligtvis 20-30nm), som kan användas vid 365nm, 385nm, 395nm, 405nm och 420nm. Därför designar och syntetiserar fotoinitiatorer som absorberar ultraviolett ljus i våglängdsområdet 365-420nm och effektivt generera fria radikaler är ennyckelfråga inom UV-området-LED-sensibiliserad fotopolymerisation. Enligt rapporter kan vissa acylfosfinoxid-PI inducera fotopolymerisation under LED-bestrålning.

2,4,6-trimetylfenyldifenyleter (TPO) är en kommersiell fotoinitiator med en maximal absorptionsvåglängd på 380nm, som tillhör typen av klyvning av fria radikaler (Typ I) fotoinitiator. TPO har högt utbyte av fria radikaler, hög induktionseffektivitet och utmärkt färgstabilitet, vilket gör den allmänt använd inom industriella områden som UV-LED-ljushärdande beläggningar, bläck, biomedicinska material, etc. Det har dock ocksånågranackdelar, varav den viktigaste är dess höga migrationshastighet. Under de senaste åren har den höga migrationshastigheten för TPO efter härdning i slutändan utgör ett hot mot människors hälsa, vilket begränsar dess tillämpning inom många industriella områden som miljövänliga UV-härdbara beläggningar och bläck för livsmedelsförpackningar. Därför är det en oundviklignyckelfråga att hämma migreringen av traditionella fotoinitiatorer.

Förnärvarande finns det två typer av fotoinitiatorer som kan uppnå lägre migrationshastigheter efter fotopolymerisation: den ena är att öka vikten av fotoinitiatormolekylerna, och den andra är att designa polymeriserbara fotoinitiatorer som innehåller omättade kol-kol-dubbelbindningar. Ökande molekylvikt kan uppnås genom att tillsätta en utvald del med högre molekylvikt till acylgruppen för att erhålla en fosfinoxidstruktur. Nyligen har forskning på acylfosfinoxidfotoinitiatorer huvudsakligen fokuserat på modifiering av fosforatomer för att observera deras effekter på stabilitet, initieringsprestanda och migrationshastighet. Det finns dock lite forskning om migrationshastigheten för acylfosfinoxidderivat som innehåller kol-kol-omättade dubbelbindningar.

Möjligheten till industriella tillämpningar
Resultaten visade att under samma reaktionsbetingelser hade DAPO den bästa dubbelbindningskonverteringshastigheten (DC) för TMPTA bland de testade fotoinitiatorerna; Migrationshastigheterna för APO och DAPO är 2/3 och 1/3 av TPO, vilka är lägre än de för konventionella fotoinitiatorer. Dessutom liknar lösligheten av DAPO i monomerer den för TPO, vilket ger möjlighet för industriell tillämpning av DAPO.