ตัวเร่งปฏิกิริยาการเกิดพอลิเมอไรเซชันแบบอนุมูลอิสระประเภทการอพยพต่ำ

การศึกษาที่ตีพิมพ์เมื่อเร็วๆ นี้มุ่งเน้นไปที่อะซิลฟอสฟีนออกไซด์ชนิดใหม่ที่มีปริมาณสูง-ประสิทธิภาพและโฟโตอินิทิเตอร์ประเภท 1 ที่มีการย้ายถิ่นต่ำสำหรับการเกิดพอลิเมอไรเซชันแบบอนุมูลอิสระ

สรุปการวิจัย
ตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยแสงอะซิลฟอสฟีนออกไซด์ที่มีการโยกย้ายต่ำสองตัวที่มีพันธะคู่ C ที่ไม่อิ่มตัว (อปท. และ อปท) ได้รับการออกแบบและสังเคราะห์เพื่อการเกิดพอลิเมอไรเซชันแบบอนุมูลอิสระ คุณสมบัติและประสิทธิภาพของ APO และ DAPO ในการเกิดพอลิเมอไรเซชันแบบอนุมูลอิสระของ trimethylolpropane triacrylate (ทีเอ็มพีทีเอ) ได้รับการประเมินและเปรียบเทียบกับเครื่องถ่ายภาพเชิงพาณิชย์ 2,4,6-ไตรเมทิล (ฟีนิล) ไดฟีนิลอีเทอร์ (ทีพีโอ)-

แนวโน้มการพัฒนา
เป็นเทคโนโลยีสีเขียวที่กำลังพัฒนาซึ่งใช้แหล่งกำเนิดแสงเพื่อกระตุ้นเรซินโพลีเมอไรเซชันโดยไม่ต้องใช้ตัวทำละลาย และมีข้อดีคือมีประสิทธิภาพสูง ความปลอดภัย และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม Photoinitiator เป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดในระบบโฟโตพอลิเมอร์ไรเซชัน ซึ่งจะต้องดูดซับแสงอย่างมีประสิทธิภาพเพื่อสร้างสารออกฤทธิ์ เช่น อนุมูลอิสระ แคตไอออน หรือแอนไอออน มีสองวิถีทางปฏิกิริยาสำหรับตัวสร้างปฏิกิริยาด้วยแสงจากอนุมูลอิสระ: วิธีหนึ่งคือความแตกแยกอัลฟาของพันธะเคมีภายใต้การฉายรังสีด้วยแสง (ประเภทที่ 1)และอีกอย่างคือปฏิกิริยาการสกัดไฮโดรเจนแบบสองโมเลกุลระหว่างตัวริเริ่มและตัวริเริ่มร่วม (ประเภทที่สอง)- ในทศวรรษที่ผ่านมาด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของไดโอดเปล่งแสง (ไฟ LED),ยูวี-หม้อน้ำ LED สำหรับโฟโตพอลิเมอร์ไรเซชันดึงดูดความสนใจอย่างมากในการใช้งานหลายประเภท เช่น หมึก การบ่มด้วยการเคลือบ กาว และการพิมพ์ 3 มิติ ยูวี-LED สามารถให้แสงสีเดียวที่มีการกระจายใกล้แบบเกาส์เซียนและมีแบนด์วิธที่ค่อนข้างแคบ (โดยทั่วไปแล้ว 20-30 นาโนเมตร)ซึ่งสามารถใช้ได้ที่ 365 นาโนเมตร, 385 นาโนเมตร, 395 นาโนเมตร, 405 นาโนเมตร และ 420 นาโนเมตร ดังนั้นการออกแบบและสังเคราะห์ตัวเร่งแสงที่ดูดซับแสงอัลตราไวโอเลตในช่วงความยาวคลื่น 365-420 นาโนเมตรและสร้างอนุมูลอิสระได้อย่างมีประสิทธิภาพถือเป็นประเด็นสำคัญในด้านรังสียูวี-โฟโตพอลิเมอไรเซชันที่ไวต่อแสง LED ตามรายงาน PI ของอะซิลฟอสฟีนออกไซด์บางชนิดสามารถกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาโฟโตพอลิเมอไรเซชันภายใต้การฉายรังสี LED

2,4,6-ไตรเมทิลฟีนิล ไดฟีนิล อีเทอร์ (ทีพีโอ) เป็นตัวริเริ่มการถ่ายภาพเชิงพาณิชย์ที่มีความยาวคลื่นการดูดกลืนแสงสูงสุด 380 นาโนเมตร ซึ่งเป็นประเภทการแตกตัวของอนุมูลอิสระ (ประเภทที่ 1) ผู้ริเริ่มถ่ายภาพ TPO ให้ผลผลิตอนุมูลอิสระสูง ประสิทธิภาพการเหนี่ยวนำสูง และความเสถียรของสีที่ดีเยี่ยม ทำให้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านอุตสาหกรรม เช่น UV-การเคลือบบ่มด้วยแสง LED หมึก วัสดุชีวการแพทย์ ฯลฯ อย่างไรก็ตาม ก็มีข้อเสียบางประการเช่นกัน สิ่งสำคัญที่สุดคืออัตราการย้ายถิ่นที่สูง ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา อัตราการอพยพที่สูงของ TPO หลังจากการบ่มในที่สุดก่อให้เกิดภัยคุกคามต่อสุขภาพของมนุษย์ โดยจำกัดการใช้งานในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การเคลือบ UV ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและหมึกบรรจุภัณฑ์อาหาร ดังนั้นการยับยั้งการโยกย้ายของผู้ริเริ่มการถ่ายภาพแบบดั้งเดิมจึงเป็นประเด็นสำคัญที่หลีกเลี่ยงไม่ได้

ในปัจจุบัน มีตัวสร้างภาพด้วยแสงสองประเภทที่สามารถบรรลุอัตราการย้ายที่ต่ำกว่าหลังจากโฟโตพอลิเมอไรเซชัน: ประเภทแรกคือการเพิ่มน้ำหนักของโมเลกุลของตัวสร้างภาพด้วยแสง และอีกประเภทหนึ่งคือการออกแบบตัวสร้างภาพด้วยแสงแบบโพลีเมอร์ที่มีพันธะคู่คาร์บอนคาร์บอนไม่อิ่มตัว การเพิ่มน้ำหนักโมเลกุลสามารถทำได้โดยการเพิ่มส่วนที่มีน้ำหนักโมเลกุลที่สูงขึ้นที่เลือกไว้ให้กับหมู่อะซิลเพื่อให้ได้โครงสร้างฟอสฟีนออกไซด์ เมื่อเร็วๆ นี้ การวิจัยเกี่ยวกับตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยแสงของอะซิลฟอสฟีนออกไซด์มุ่งเน้นไปที่การปรับเปลี่ยนอะตอมของฟอสฟอรัสเป็นหลักเพื่อสังเกตผลกระทบที่มีต่อความเสถียร ประสิทธิภาพการเริ่มต้น และอัตราการย้าย อย่างไรก็ตาม มีงานวิจัยเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับอัตราการย้ายของอนุพันธ์ของอะซิลฟอสฟีนออกไซด์ที่มีพันธะคู่คาร์บอนคาร์บอนไม่อิ่มตัว

ความเป็นไปได้ของการใช้งานทางอุตสาหกรรม
ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าภายใต้สภาวะปฏิกิริยาเดียวกัน DAPO มีอัตราการแปลงพันธะคู่ที่ดีที่สุด (ดี.ซี) สำหรับ TMPTA ในกลุ่มผู้ริเริ่มการถ่ายภาพที่ได้รับการทดสอบ อัตราการโยกย้ายของ APO และ DAPO คือ 2/3 และ 1/3 ของ TPO ตามลำดับ ซึ่งต่ำกว่าของตัวริเริ่มการถ่ายภาพทั่วไป นอกจากนี้ ความสามารถในการละลายของ DAPO ในโมโนเมอร์นั้นคล้ายคลึงกับความสามารถในการละลายของ TPO ซึ่งให้ความเป็นไปได้สำหรับการใช้งานทางอุตสาหกรรมของ DAPO