Chất xúc tác quang hóa trùng hợp gốc tự do loại I di chuyển thấp
Mộtnghiên cứu được công bố gần đây tập trung vào các oxit acylphosphine mới có hàm lượng cao-hiệu suất và chất xúc tác quang loại I di chuyển thấp để trùng hợp gốc tự do.
Tóm tắtnghiên cứu
Hai chất xúc tác quang hóa acylphosphine oxit di chuyển thấp chứa liên kết đôi C không bão hòa (APO và DAPO) được thiết kế và tổng hợp để trùng hợp gốc tự do. Tính chất và hiệu suất của APO và DAPO trong phản ứng trùng hợp gốc tự do trimethylolpropane triacrylate (TMPTA) được đánh giá và so sánh với chất kích thích quang thương mại 2,4,6-trimetyl (phenyl) ete diphenyl (TPO).
Xu hướng phát triển
Photopolymerization là một côngnghệ xanh và đang phát triển, sử dụngnguồn sáng để tạo ra phản ứng trùng hợpnhựa mà không cần dung môi, có ưu điểm là hiệu quả cao, an toàn và thân thiện với môi trường. Photoinitiator là thành phần quan trọngnhất trong hệ thống photopolymerization,nó phải hấp thụ ánh sáng một cách hiệu quả để tạo ra các hoạt chấtnhư gốc tự do, cation hoặc anion. Có hai con đường phản ứng đối với các chất xúc tác quang hóa gốc tự do: một là sự phân cắt alpha của các liên kết hóa học dưới sự chiếu xạ ánh sáng (loại tôi)và cái còn lại là phản ứng tách hydro lưỡng phân tử giữa chất khởi đầu và chất đồng khởi xướng (loại II). Trong thập kỷ qua, với sự phát triểnnhanh chóng của điốt phát sáng (đèn LED), tia cực tím-Bộ tảnnhiệt LED cho quá trình polyme hóa quang đã thu hút được sự quan tâm lớn trongnhiều lĩnh vực ứng dụngnhư mực, xử lý lớp phủ, chất kết dính và in 3D. tia cực tím-LED có thể cung cấp ánh sáng đơn sắc với phân bố gần Gaussian và băng thông tương đối hẹp (thường là 20-30nm), có thể được sử dụng ở bước sóng 365nm, 385nm, 395nm, 405nm và 420nm. Vì vậy, việc thiết kế, tổng hợp chất quang xúc tác hấp thụ tia cực tím ở bước sóng 365-420nm và tạo ra các gốc tự do một cách hiệu quả là vấn đề then chốt trong lĩnh vực tia cực tím-Quá trình polyme hóanhạy cảm với đèn LED. Theo báo cáo, một số PI oxit acylphosphine có thể tạo ra phản ứng quang trùng hợp dưới sự chiếu xạ của đèn LED.
2,4,6-trimethylphenyl diphenyl ete (TPO) là chất xúc tác quang thương mại có bước sóng hấp thụ cực đại 380nm, thuộc loại phân cắt gốc tự do (Loại I) chất kích thích quang học. TPO cónăng suất gốc tự do cao, hiệu suất cảm ứng cao và độ ổn định màu tuyệt vờinên được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực côngnghiệpnhư UV-Lớp phủ, mực, vật liệu y sinh bằng ánh sáng LED, v.v. Tuynhiên,nó cũng có một sốnhược điểm, trong đó quan trọngnhất là tốc độ di chuyển cao. Trongnhữngnăm gần đây, tỷ lệ di chuyển cao của TPO sau khi đóng rắn cuối cùng gây ra mối đe dọa cho sức khỏe conngười, hạn chế ứng dụng củanó trongnhiều lĩnh vực côngnghiệpnhư lớp phủ UV thân thiện với môi trường và mực đóng gói thực phẩm. Do đó, việcngăn chặn sự di chuyển của các chất xúc tác quang học truyền thống là một vấn đề then chốt không thể tránh khỏi.
Hiện tại, có hai loại chất xúc tác quang hóa có thể đạt được tốc độ di chuyển thấp hơn sau quá trình polyme hóa: một là tăng trọng lượng của các phân tử chất xúc tác quang hóa, và loại còn lại là thiết kế các chất xúc tác quang hóa có thể trùng hợp có chứa liên kết đôi carbon carbon không bão hòa. Có thể tăng trọng lượng phân tử bằng cách thêm phần trọng lượng phân tử cao hơn được chọn vàonhóm acyl để thu được cấu trúc oxit phosphine. Gần đây,nghiên cứu về chất xúc tác quang hóa acylphosphine oxit chủ yếu tập trung vào việc biến đổi cácnguyên tử phốt pho để quan sát ảnh hưởng của chúng đến độ ổn định, hiệu suất khởi đầu và tốc độ di chuyển. Tuynhiên, có rất ítnghiên cứu về tốc độ di chuyển của các dẫn xuất oxit acylphosphine chứa liên kết đôi không bão hòa cacbon cacbon.
Khảnăng ứng dụng côngnghiệp
Kết quả cho thấy trong cùng điều kiện phản ứng, DAPO có tốc độ chuyển hóa liên kết đôi tốtnhất (DC) đối với TMPTA trong số các chất xúc tác quang hóa đã được thửnghiệm; Tỷ lệ di chuyển của APO và DAPO là 2/3 và 1/3 của TPO, tương ứng, thấp hơn so với các chất xúc tác quang hóa thông thường. Hơnnữa, độ hòa tan của DAPO trong các monome tương tựnhư TPO, mang lại khảnăng ứng dụng DAPO trong côngnghiệp.
