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光引发剂是一类在光照条件下能够分解并产生自由基或其他活性物种

2024-12-09

光引发剂是一类在光照条件下能够分解并产生自由基或其他活性物种,从而引发聚合反应的化合物。它们广泛应用于光固化技术中,如涂料、油墨、粘合剂、复合材料和3D打印等领域。光引发剂根据其化学结构和反应机制可以分为多种类型,包括但不限于:


苯偶姻及其衍生物:这类光引发剂具有良好的光解离性能,适用于紫外光固化体系。常见的有苯偶姻甲醚(BME)、苯偶姻异丁醚(BIBE)等。

二苯甲酮及其衍生物:二苯甲酮(BP)是最早使用的光引发剂之一,通过吸收紫外线能量后生成自由基来引发聚合反应。它的衍生物如2,4,6-三甲基苯甲酮(TMPT)和4-苯基二苯甲酮(PDBP)也常被使用。

α-羟基酮类:这类光引发剂含有α-羟基官能团,能够在较低的能量下进行光解离,因此适合用于可见光固化的应用。例如,1-羟基环己基苯基甲酮(Irgacure 184)就是一种常用的α-羟基酮型光引发剂。

酰基膦氧化物(Aryl Phosphine Oxides, APOs):这类光引发剂的特点是在较宽的波长范围内都有较高的吸收效率,并且对氧气不敏感,适用于深度固化和大面积涂层。典型的代表有2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(TPO)和双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦(BAPO)。

硫杂蒽酮类:硫杂蒽酮(ITX)及其衍生物是一类高效的光引发剂,特别适用于厚膜或深层固化的场合。它们可以在较长的波长下有效工作,减少了对人体皮肤和眼睛的危害。

过氧化物:某些有机过氧化物也可以作为光引发剂使用,不过它们通常需要较高强度的光源才能有效地引发聚合反应。此外,过氧化物还可能带来一定的安全风险,因此在选择时应谨慎考虑。

阳离子光引发剂:与自由基型光引发剂不同,阳离子光引发剂通过产生酸性物质来催化环氧树脂或乙烯基醚的开环聚合。这类光引发剂适用于热塑性和热固性树脂体系,如环氧树脂、聚氨酯和丙烯酸酯等。

混合型光引发剂:为了改善单一光引发剂的局限性,常常将两种或更多类型的光引发剂组合使用,以实现更宽泛的光谱响应范围、更高的固化速度以及更好的固化效果。

选择合适的光引发剂取决于具体的应用需求,包括所需的固化速度、光源特性、基材类型以及环境条件等因素。同时,考虑到环保要求和健康安全问题,在选择和使用光引发剂时还需要关注其毒性、挥发性和可降解性等方面的表现。