阳离子光固化基础
阳离子光固化
阳离子光固化阳离子光固化是一种常见的固化技术，广泛应用于涂料、胶水、油墨等领域。
它通过使用阳离子类固化剂，结合紫外光，实现对材料的快速固化。
本文将从阳离子光固化的原理、应用及优势等方面进行阐述。
一、阳离子光固化的原理阳离子光固化是一种基于紫外光的固化技术。
它利用紫外光激发阳离子类固化剂中的光引发剂，使其分解产生的正离子与单体发生反应，形成交联结构，从而实现材料的固化。
阳离子类固化剂通常是一种含有阳离子引发剂的液体，它能够与单体发生反应，形成高分子聚合物。
阳离子光固化技术在涂料、胶水、油墨等领域有着广泛的应用。
在涂料领域，阳离子光固化可以用于木器涂料、金属涂料、塑料涂料等的固化。
在胶水领域，阳离子光固化可以用于电子元件的封装、光学材料的制备等。
在油墨领域，阳离子光固化可以用于印刷品的制作、包装材料的加工等。
三、阳离子光固化的优势阳离子光固化技术相比传统的热固化或自由基光固化技术具有以下优势：1. 快速固化：阳离子光固化能够在短时间内完成固化过程，大大提高生产效率。
2. 低温固化：阳离子光固化不需要高温条件，可以在室温下进行固化，避免了高温对材料的破坏。
3. 高硬度：阳离子光固化的固化剂能够形成高度交联的聚合物结构，使得材料具有较高的硬度和耐久性。
4. 低挥发性：阳离子光固化不需要溶剂，固化过程中没有挥发性物质的释放，符合环保要求。
5. 良好的粘接性：阳离子光固化能够实现材料与基材的良好粘接，提高产品的质量。
四、阳离子光固化的发展趋势随着科技的进步和应用需求的不断增加，阳离子光固化技术也在不断发展。
未来，阳离子光固化技术有望在更多领域得到应用。
例如，在3D打印领域，阳离子光固化可以用于高精度打印材料的固化。
在医疗领域，阳离子光固化可以用于医用材料的制备，提高产品的安全性和可靠性。
阳离子光固化是一种高效、环保的固化技术，具有广泛的应用前景。
随着技术的不断发展和创新，阳离子光固化技术将在更多领域发挥重要作用，为各行各业带来更多的便利和效益。
UV胶组成成分
UV固化胶粘剂是由基础树脂，活性单体，光引发剂等主成分配以稳定剂交联剂、偶联剂等助剂组成。
其在适当波长的UV光照射下，光引发剂迅速生成自由基或离子，进而引发基础树脂和活性单体聚合交联成网络结构，从而达到粘接材料的粘接。
一、基础树脂1.1.1、不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂是较早使用的光固化树脂。
它是由不饱和的二元酸(或酸酐>混以部分饱和的二元酸(或酸酐>与二元醇在引发剂的作用下反应制成线型聚酯。
在其分子结构中有不饱和的乙烯基单体存在，如果用活泼的乙烯基单体与这类不饱和的乙烯基单体共聚，则交连固化而成为体型结构。
由这种树脂制得的胶粘剂由于固化过程中体积收缩较大，胶接接头的内应力很大，胶层内部容易出现微裂而导致胶接力变小;同时由于高分子链中含有酯键，遇酸、碱易水解，因而耐介质性和耐水性较差，在高温多湿的环境下易变形，另外其固化速度较慢，因此综合性能较差。
多数作为非结构胶使用。
通过降低不饱和键含量，采用聚合收缩率小的单体，加入无机填料和热塑性高分子等，可以改善其的整体性能阳。
其的优势是价格低廉，在木器装饰方面仍有用武之地。
另一方面由于合成的原料种类很多，可以制得从坚硬直至非常柔软的树脂，仅需加入较少的单体就能获得低粘度，操作方便。
因此至今欧洲市场上其用量还占光固化树脂总量的24%。
1.1.2、聚酯丙烯酸酯它由醇酸缩合来制备，改变多元醇和多元酸的种类，调节多元醇、多元酸和(甲基)丙烯酸的摩尔比可以制得性能各异的胶粘剂。
一般而言，聚酯丙烯酸酯树脂粘度低，和其他树脂的相容性好，但其固化收缩率较高，因此作为成型物的时候，成型物的尺寸不太稳定，容易因应力而发生歪曲。
有将此种胶用于DVD光盘的报道，粘接性能较好。
1.1.3、环氧丙烯酸酯它由环氧化合物和 (甲基)丙烯酸或含有一OH的丙烯酸酯化而得到。
其中常用的环氧化合物或环氧树脂有双酚 A环氧树脂、六氢邻苯二甲酸环氧树脂、脂肪族环氧树脂等。
它的特点是在丙烯酸基的p位上有一个一OH基，故粘度较高。
研究阳离子型环氧胶粘结材料的光固化过程
研究阳离子型环氧胶粘结材料的光固化过程胶粘剂是一种常见的材料，用于在各个领域进行粘接、封闭和固化。
而阳离子型环氧胶是其中一种常用的胶粘剂。
光固化是一种常见的胶粘剂固化方式，通过光源的照射，使胶粘剂中的光敏剂发生化学反应，从而实现胶粘剂的固化。
本文将对阳离子型环氧胶粘结材料的光固化过程进行研究。
阳离子型环氧胶是一种特殊的胶粘剂，其主要成分为环氧树脂和阳离子型光敏剂。
环氧树脂是一种高分子化合物，具有优异的粘接性能和耐化学腐蚀性能。
而阳离子型光敏剂则是一种能够吸收特定波长的光源并转化为化学能的物质。
当阳离子型光敏剂受到特定波长的光源照射时，会发生光引发的离子聚合反应，从而引发阳离子型环氧胶的固化。
阳离子型环氧胶粘结材料的光固化过程可以分为三个阶段：光源照射、光敏剂激发和环氧树脂固化。
在光源照射阶段，需要选择适当的光源来照射阳离子型环氧胶。
常见的光源有紫外线灯和激光器。
紫外线灯是一种常见的光源，其波长范围通常在200到400纳米之间。
激光器则具有较高的能量密度和较窄的波长范围，可以提供更高效的光固化效果。
在光敏剂激发阶段，光源的照射会激发阳离子型光敏剂中的光敏分子。
光敏分子吸收光能后，会发生光引发的离子聚合反应。
这个反应会使光敏剂中的光敏分子发生分解，形成活性离子。
这些活性离子具有较高的反应活性，可以引发环氧树脂分子之间的交联反应。
在环氧树脂固化阶段，活性离子与环氧树脂中的环氧基团发生反应，形成交联结构。
交联结构具有较高的强度和耐热性，能够增强阳离子型环氧胶的粘接性能和耐用性。
需要注意的是，光固化过程不仅受到光源强度和光源波长的影响，还受到光敏剂浓度、固化时间和固化温度等因素的影响。
光敏剂浓度越高，光引发的离子聚合反应速度越快，固化时间越短。
固化温度则可以调节固化反应的速率和胶粘剂的性能。
总结起来，阳离子型环氧胶粘结材料的光固化过程是一个复杂的化学反应过程。
通过选择适当的光源和光敏剂，调节固化时间和固化温度，可以实现阳离子型环氧胶的高效固化。
阳离子光固化基础2011
n O: + O
O
X O -CH2-CH2O-H + n
HX
X- =BF4-, PF6-, AsF6-, SbF6-
负离子对鎓盐活性的影响
SbF6 > AsF6> PF6> BF4
阳离子固化反应
鎓盐的增感
二芳基碘鎓盐和三芳基硫鎓盐的吸收区在深紫外区，吸收波 长一般在200～300nm之间，在300nm以上基本无吸收，而目 前所用的紫外光源大多为300nm以上的近紫外光源，与近紫 外光源不相匹配. 解决的办法:1.添加增感剂；2.改进鎓盐结构
自由能变化值（ΔG）小于零时，电子转移过程是热力学可行的。ΔG可按下面的 公式计算：
ΔG＝97(E1/2ox – E1/2red) – E(PS*)
二苯基碘鎓盐的E1/2red为-0.2V，三苯基硫鎓盐的E1/2red为-1.2V。通常，当ΔG小 于等于-40 KJ/mol时，直接电子转移增感可有效进行。由于硫鎓盐的半波还原电 位低于碘鎓盐，因此一般而言碘鎓盐较硫鎓盐更易于发生直接电子转移增感。
双分子反应的分子扩散速度问题：
1. 增感：增加共轭程度或引入发色基团 2. 电荷转移: 是双分子反应，受分子运动制约： 减少反应分子间距
XS+
CH2 S I+ X-
(CH2)n
分子内含蒽基鎓盐的合成:二苯基蒽丙基 硫鎓六氟锑酸盐
具有分子内敏化作用的新鎓盐
二苯基蒽丙基硫鎓六氟锑酸盐的 敏化作用发生于分子内，有单分 子反应的特点，不受扩散速度的 影响。比相应三苯硫鎓盐引发多 环氧化合物固化的速度快10倍以 上，比三苯硫鎓盐与蒽组成的分 子间电荷转体系快6倍
紫外线胶(UV胶)组成成分
UV固化胶粘剂是由基础树脂，活性单体，光引发剂等主成分配以稳定剂交联剂、偶联剂等助剂组成。
其在适当波长的UV光照射下，光引发剂迅速生成自由基或离子，进而引发基础树脂和活性单体聚合交联成网络结构，从而达到粘接材料的粘接。
一11基础树脂1.1.1不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂是较早使用的光固化树脂。
它是由不饱和的二元酸(或酸酐>混以部分饱和的二元酸(或酸酐>与二元醇在引发剂的作用下反应制成线型聚酯。
在其分子结构中有不饱和的乙烯基单体存在，如果用活泼的乙烯基单体与这类不饱和的乙烯基单体共聚，则交连固化而成为体型结构。
由这种树脂制得的胶粘剂由于固化过程中体积收缩较大，胶接接头的内应力很大，胶层内部容易出现微裂而导致胶接力变小;同时由于高分子链中含有酯键，遇酸、碱易水解，因而耐介质性和耐水性较差，在高温多湿的环境下易变形，另外其固化速度较慢，因此综合性能较差。
多数作为非结构胶使用。
通过降低不饱和键含量，采用聚合收缩率小的单体，加入无机填料和热塑性高分子等，可以改善其的整体性能阳。
其的优势是价格低廉，在木器装饰方面仍有用武之地。
另一方面由于合成的原料种类很多，可以制得从坚硬直至非常柔软的树脂，仅需加入较少的单体就能获得低粘度，操作方便。
因此至今欧洲市场上其用量还占光固化树脂总量的24%。
二.1.2聚酯丙烯酸酯它由醇酸缩合来制备，改变多元醇和多元酸的种类，调节多元醇、多元酸和(甲基)丙烯酸的摩尔比可以制得性能各异的胶粘剂。
聚酯丙烯酸酯合成的一般式为:一般而言，聚酯丙烯酸酯树脂粘度低，和其他树脂的相容性好，但其固化收缩率较高，因此作为成型物的时候，成型物的尺寸不太稳定，容易因应力而发生歪曲。
有将此种胶用于DVD光盘的报道，粘接性能较好。
1.1.3环氧丙烯酸酯它由环氧化合物和 (甲基)丙烯酸或含有一OH的丙烯酸酯化而得到。
其中常用的环氧化合物或环氧树脂有双酚 A环氧树脂、六氢邻苯二甲酸环氧树脂、脂肪族环氧树脂等。
光固化技术资料
11、光固化产品基本组成
环氧丙烯酸酯 聚氨酯丙烯酸酯 聚酯丙烯酸酯 ……
50－80% wt 常用十余种
流平 消泡 润湿 消光 填充 ……
HDDA TMPTA TPGDA HEMA ……
20－50% wt 降低粘度 适于涂装
Darocur1173 Irgacure184 Irgacure651 BP ITX TPO ……
UV固化高档面漆
UV固化航行器保护涂层
UV固化面漆修理
UV固化隐形涂层
空军UV固化项目
高档UV固化飞行器粉末涂层 Researchers develop environmentally
friendly coatings for military
金属附着力好
applications
耐候性，耐盐雾性能优异
化妆品 包装瓶
UV保护面漆 金属镀层 UV底漆
灯罩基体
26、塑胶涂料
塑料软管涂装（化妆品包装）
PVC扣板、角扣涂装保护
27、手机、DC、LCD、空调、冰箱、电器外壳涂装
28、光刻胶：微电子芯片、PCB、LED芯片列阵等
29、UV固化汽车涂料与修补漆
2001巴塞尔 (第一辆UV赛车)
30、UV固化自洁抗污涂层
16、辐射固化技术特点
生态平衡－无溶剂（VOC排放）配方；100%固体组份，配方环保，少污染； 节省能源－室温固化，能耗低，约为热固化耗能的1/5-1/10)； 经济效率高－固化速度快（0.1-10秒）； 设备容易操作，设计紧凑，比热固化少占90%空间； 产品性能优异可加工热敏材料。
17、光固化技术 ― 耀眼的低碳明星
20、光固化技术应用简介
涂料UV固化技术悄然进入生活。
阳离子光固化介绍
1、阳离子光固化基本原理
阳离子固化是阳离子引发剂在紫外光辐照下产生质子酸或路易斯酸， 形成正离子活性中心， 引发 活性树脂或活性单体发生阳离子的交联和聚合反应的过程。 阳离子光引发剂受到 250 –360 nm 范围的辐射照射产生活性碎片，产生超强酸诱导开环反应进行。 下图是以碘鎓盐为光引发剂，引发环氧单体发生阳离子光固化反应的机理示意图：
20、阳离子光固化存在的一些问题
问题点： （1）固化速度慢 （2）低聚物和活性稀释剂(单体)，引发剂种类少； （3）低聚物黏度随相对分子质量增大而升高很多、价格高、固化产物性能不易调节。 解决方法： （1）阳离子-自由基混杂光固化体系， 引发剂的协同反应 ：二苯碘鎓盐和三苯碘鎓盐在紫外光照射下既能产生强酸，引发环氧化合物
9、常用阳离子光引发剂2
GR-IS-003 （ 4- 辛烷氧基苯基） 苯碘六氟锑酸盐 。
特点： 白色粉末， 紫外吸收峰 247nm ； 良好的感光性、 热稳定性和光引发活性 , 与各种单体 的相容性好 , 适用范围广。 应用： 可用于环氧、 氧杂环丁烷和乙烯基醚配方的阳离子固化。
10、常用阳离子光引发剂3
3、阳离子光引发剂1
最先开发并商品化的紫外光阳离子引发剂是重氮盐体系，如苯基重氮氟硼酸盐等，它在紫外光照 射之下分解生成 BF3。 生成的 BF3是一种路易斯酸，它可以直接引发阳离子聚合，也可与水反应生成质子，再由质子引 发聚合。 这种聚合物体系的存储性比较差而且成膜时可能因氮气气泡的存在或不能及时逸出，使得聚合物 膜产生针孔缺陷。
17、阳离子光固化活性稀释剂2
杂环类活性稀释剂 ： 环氧乙烷类化合物和氧杂环丁烷类化合物，后者的碱性明显强于前者 ， 也意味着亲核性更强 ， 因 此有更高的反应活性。
光固化原理及应用简介
第一章光固化原理及应用简介第一节、光化学基础光的透过和吸收光是具有特定频率（波长）的电磁辐射。
电磁辐射涵盖从宇宙射线到无线电波的范围（图1-1），通常所说的光指的是紫外光（UV）、可见光和红外光，波长范围分别在40~400nm、400~800nm和800nm以上。
图1-1各种电磁辐射的范围紫外光是波长为40~400nm的光，又可分为真空紫外（＜200nm）、中紫外（200~300nm）和近紫外（300~400nm）。
在一般光化学研究和光固化应用中有实际意义的是中紫外和近紫外区的紫外光，通常１又划分为UVA （315~400nm）、UVB（280~315nm）和UVC（200~280nm）三个波段。
一般的光固化体系中应用较多的是UV A和UVB，集成电路制作的光刻技术中则用到UVC段甚至更短波长的光。
光固化涂料应用中常常要考虑深层固化的问题，这是由于光穿过吸光物质时其强度会发生衰减。
光衰减的程度可以用比尔朗伯（Beer Lambert）定律描述：式中，I0为入射光的光强；I为透射光的光强；ε称为摩尔消光系数，与被透过物中吸光物质的性质和入射光的波长有关；ｃ为该吸光物质的浓度；l为光程长。
留意上式中吸光物质浓度越大，则光衰减越严重，因此在实际应用中，过高的光引发剂浓度不利于深层固化。
光的吸收其本质是光的能量转移到吸光物质，使吸光物质分子由低能量状态转化到高能量状态，例如从基态到激发态。
吸收的能量与光的波长有如下关系：ΔＥ＝ｈν＝ｈｃ/λ式中，ΔＥ为分子激发态和基态的能级差，单位Ｊ；ｈ为Planck常数，其值为 6.62×10-34Ｊ・ｓ；ν为光的频率，单位ｓ；ｃ为光速，其值为３×１０8m/s＝３×１０17nm/s；λ为光的波长，单位nm。
可见，波长越短则能量越高。
紫外光波长比可见光短，因此,其能量较高，会对生物细胞产生破坏作用，所以应尽量避免紫外光对皮肤的辐照。
远紫外线能量高，可用来杀菌消毒，通常用的杀菌灯就是主波长为200~300nm的紫外灯。
自由基-阳离子混杂光固化体系研究概况
自由基 ， 引发 预 聚 物 和单 体 中的 不 饱 和基 团发 生 加 成 聚合 反应 。阳离子 固化是 阳离子 引发 剂 在紫 外光
辐 照下 产生 质 子 酸或 路 易 斯 酸 ， 成 正 离 子 活性 中 形 心 ， 发 阳离子开 环 聚合 。 自由基一 引 阳离 子混 杂 固 化
展概况。
关 键 词 ： 杂 聚 合 ； 外 光 固化 ； 混 紫 自由基 一 离 子 光 固 化 阳
中 图 分 类 号 ： Ｑ３ ４２ １ Ｔ １ ．４
文献标识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：０ ９～５ ２ 一（０ ６ ０ —０ １ １０ ６ ４ ２ ０ ）６ ０ ４—０ ４
１ 前言
紫外 光 固化 反 应 按 机 理 可分 为 自由基 固 化 机 理、 阳离子 固化 机 理 ， 以及 自由基一 阳离 子 混 杂 固化 机 理 。 自由基 固化 是 光引发 剂 在紫外 光 照射 下产 生
田—一
维普资讯
信息记录材料
２ 年 第 ？卷 第 ６期 ｛
辐射 固化 技 术
好 的协 同效应 ， 于 充 分 发挥 自由基 和 阳离 子 光 固 便
化体 系 的特 点 ，取 长补 短 ， 而 拓 宽 了 光 固 化 体 系 从
的配 合使 用具 有显 著 的协 同效 应 ］ 以大 大 提高 ，可
化 ；３ 无 引 发 剂 化 ， （） 研究 表 明光 固化 涂料 在光 照 过
程 中会 产生 氨 ，氨 可 以 作诱 化 剂 ， 可 以作 环 氧 也
化 合物 的 固化剂 ， 而使 一 些 没有 光 固化 性 能 的材 从 料变 成光 固化产 品。
作为光 固化技术 应用 与发 展 的一个 方 向 ， 混杂
光引发自由基-阳离子双固化体系概述
22、常规树脂对DVE3阳离子聚合的影响
编号
名称
B-369
脂肪族聚氨脂丙烯酸酯
B-270
脂肪族聚氨脂丙烯酸酯
B-519
自固化聚酯丙烯酸酯
B-153
改性环氧丙烯酸酯
官能度 3 2 3.5 2
酸值 4.0 3.5 1.0 0.9
粘度 11000cps/30℃ 1300cps/30℃ 12800cps/30℃ 9000cps/60℃
18、不同厂家环氧树脂的阳离子聚合比较
Heat Flow Conersion %
0.012 0.010 0.008 0.006 0.004 0.002 0.000
0
22.8 s
40
DLQH-128
QiaoPai-828
WuXi-128 DOW-331
30
25.2%
20
19.0 %
DLQH-128 QiaoPai-828
0.04
18.0 (s)
0.02
• DVE3与TMPTA以1：1混合后UV固化速率比单 纯的DVE3明显加快，放热量也增加；
0.00
• 说明二者之间存在相互敏化作用，或者说
0
20
40
60
80
100
Time ( s)
TMPTA能够加速DVE3的阳离子固化。
25、DVE3/TMPTA/432阳离子聚合DPC测试2
11、马来酰亚胺/乙烯基醚原料结构与名称举例
12、马来酰亚胺/乙烯基醚光聚合活性
MI上有羟基等极性基团者，反应活性高。
13、光差动热分析(DPC)法原理介绍
在DSC仪的上方加装紫外光源，首次研究了恒温下光引发聚合的过程，称为光差动热分析法 (DPC,Differential Photocalorimetry)；
三芳基硫六氟锑酸盐引发环氧树脂阳离子光固化的研究
三芳基硫六氟锑酸盐引发环氧树脂阳离子光固化的研究说到环氧树脂，咱们不得不提它那种强大的耐用性和超高的粘结力，简直是各种工业应用中的得力助手。
可是，你知道吗？环氧树脂的固化过程一直是个大麻烦。
这就像是你做饭时，总是难以掌握火候，稍微一不小心就变成了黑炭——而环氧树脂也是，固化不当，产品的质量就大打折扣了。
传统的固化方式大多需要加热，工艺复杂、能耗高，弄得人头大。
不过，这次我们要聊的，是一种很酷的新方法，能让环氧树脂“乖乖听话”，快速固化，并且完全不费吹灰之力！它就是——三芳基硫六氟锑酸盐引发的阳离子光固化。
这名字是不是听起来就很高大上，甚至有点儿让人觉得复杂、难懂？别紧张，咱们来慢慢剖析这个看似神秘的东西，大家都能明白。
简单来说，三芳基硫六氟锑酸盐就是一种特殊的化学物质，当它被紫外光照射后，能够引发环氧树脂的固化反应，换句话说，它能把环氧树脂从液态变成固态。
你要是觉得这一点没啥大不了的，那就大错特错了！你想想，如果你能利用光照来“调教”环氧树脂，它的固化过程是不是变得既快速又省心了呢？真的是“事半功倍”！咱们得聊聊这三芳基硫六氟锑酸盐到底有啥神奇的魔力。
它是阳离子型的引发剂。
这是啥意思呢？简单来说，它是通过吸收紫外线照射，释放出一些能让化学反应迅速进行的小伙伴。
环氧树脂在它的催化下，可以快速“结婚”，变成一个坚固的固体。
过程几乎不需要热量加持，紫外光一照，哒哒哒，瞬间就能让环氧树脂硬化成型，简直比你点燃一根火柴的速度还要快！更重要的是，这种方式不像传统的热固化那样对环境要求那么高，也没有那么多的能耗，省时又省力，简直是工业界的一块宝石。
咱们就得聊聊这个“阳离子光固化”到底有多牛。
大家都知道，环氧树脂的固化过程，传统的方式大部分是通过加热或者是加入固化剂来完成的。
这虽然可以，但是加热会带来高能耗，且往往会影响到材料的性能。
而阳离子光固化的好处就在于，它能直接利用紫外光来启动化学反应，反应速度超快，几乎一照就成型，而且不像传统的热固化那样要依赖高温，不会损害环氧树脂的本质性能。
阳离子光固化 环氧树脂粘合剂
阳离子光固化环氧树脂粘合剂阳离子光固化环氧树脂粘合剂是一种新兴的粘结材料，具有优异的性能和广泛的应用前景。
本文将从阳离子光固化环氧树脂粘合剂的基本原理、特点和应用领域等方面进行探讨。
一、阳离子光固化环氧树脂粘合剂的基本原理阳离子光固化是利用光引发剂和阳离子引发剂的协同作用，通过紫外线照射使光引发剂产生自由基，再由阳离子引发剂引发聚合反应。
环氧树脂作为主要的基体材料，通过光引发剂和阳离子引发剂的作用，可以在短时间内实现快速固化，形成高强度的粘结。
二、阳离子光固化环氧树脂粘合剂的特点1. 快速固化: 阳离子光固化环氧树脂粘合剂具有快速固化的特点，通过紫外线照射可以在几秒钟内实现固化，大大提高了生产效率。
2. 强度高: 固化后的阳离子光固化环氧树脂粘合剂具有高强度、高硬度和耐热性能，可以满足各种复杂环境下的使用需求。
3. 粘结力强: 阳离子光固化环氧树脂粘合剂具有良好的粘结性能，可以粘结多种不同材料，如金属、塑料、玻璃等，具有广泛的应用范围。
4. 环境友好: 阳离子光固化环氧树脂粘合剂不含有机溶剂，不产生挥发性有机化合物，对环境无污染，符合环保要求。
三、阳离子光固化环氧树脂粘合剂的应用领域阳离子光固化环氧树脂粘合剂具有广泛的应用领域，主要包括以下几个方面：1. 电子电器行业: 阳离子光固化环氧树脂粘合剂可以用于电子电器元件的封装、固化和粘合，具有优异的绝缘性能和耐热性能，可以提高电子电器产品的可靠性和稳定性。
2. 汽车制造业: 阳离子光固化环氧树脂粘合剂可以用于汽车零部件的粘接和修复，如车身修复、玻璃粘接等，具有高强度和高耐热性能，可以提高汽车的安全性和使用寿命。
3. 医疗器械行业: 阳离子光固化环氧树脂粘合剂可以用于医疗器械的组装和粘接，如医用器械的固定、粘合和密封等，具有无毒、无味、无刺激性，符合医疗器械的要求。
4. 其他行业: 阳离子光固化环氧树脂粘合剂还可以应用于玻璃制品、陶瓷制品、纺织品等领域，具有良好的粘结性能和耐热性能。
研究阳离子型环氧胶粘结材料的光固化过程
研究阳离子型环氧胶粘结材料的光固化过程阳离子型环氧胶是一种常见的胶粘结材料，其具有优异的性能和广泛的应用领域。
在生产和应用过程中，光固化技术被广泛应用于阳离子型环氧胶的固化过程中。
本文将从光固化的原理、影响因素和优化措施等方面对阳离子型环氧胶粘结材料的光固化过程进行研究。
一、光固化的原理光固化是指利用紫外线或可见光照射下的光引发单体或预聚物分子间的交联反应，使其形成高分子聚合物的过程。
在阳离子型环氧胶的光固化过程中，紫外线或可见光照射下的光能激发阳离子型环氧单体中的阳离子引发剂，使其发生离子化反应，从而引发单体分子间的交联反应，形成高分子聚合物。
二、影响光固化的因素1. 光源的选择：光源的选择是影响光固化效果的重要因素。
一般来说，紫外线光源比可见光光源更容易引发阳离子型环氧单体的离子化反应，因此在阳离子型环氧胶的光固化过程中，紫外线光源的使用更为普遍。
2. 光照强度：光照强度是影响光固化效果的另一个重要因素。
光照强度越大，阳离子型环氧单体的离子化反应就越容易发生，从而促进交联反应的进行。
因此，在阳离子型环氧胶的光固化过程中，应尽可能提高光照强度，以提高光固化效果。
3. 温度：温度是影响光固化效果的另一个重要因素。
温度越高，阳离子型环氧单体的离子化反应就越容易发生，从而促进交联反应的进行。
因此，在阳离子型环氧胶的光固化过程中，应尽可能提高温度，以提高光固化效果。
三、优化光固化的措施1. 选择合适的光源：在阳离子型环氧胶的光固化过程中，应选择合适的光源，以提高光固化效果。
一般来说，紫外线光源比可见光光源更容易引发阳离子型环氧单体的离子化反应，因此在阳离子型环氧胶的光固化过程中，应尽可能选择紫外线光源。
2. 提高光照强度：在阳离子型环氧胶的光固化过程中，应尽可能提高光照强度，以提高光固化效果。
可以通过增加光源的功率、缩短光照时间等方式来提高光照强度。
3. 控制温度：在阳离子型环氧胶的光固化过程中，应控制好温度，以提高光固化效果。
自由基_阳离子混杂光固化体系_环氧丙烯酸酯_的动力学研究
自由基-阳离子混杂光固化体系(环氧丙烯酸酯)的动力学研究周 亮1,杨卓如2 (1.广东轻工职业技术学院,广州510300;2.华南理工大学化工所,广州510640) 摘 要:混杂光固化体系是指在同一体系中采用两种或两种以上不同类型的聚合反应使体系固化的方法。
本文用光差扫描量热法考察了环氧丙烯酸酯在自由基-阳离子混杂光固化体系中的光固化动力学行为。
实验结果表明,自由基-阳离子混杂光固化体系结合了自由基和阳离子光聚合反应的优点,表现出较好的协同效应,如,混杂体系的聚合反应进行到150s 时,转化率可达到9814%,而此时自由基体系的反应转化率只有8016%。
此外通过研究混杂体系的光固化动力学得到:光引发剂浓度指数0116,小于自由基体系的理论值015,也小于阳离子体系的理论值1;活性单体浓度指数1161,介于自由基体系的理论值1和阳离子体系的理论值2之间。
关键词:混杂光固化;环氧丙烯酸酯;光差扫描量热法;动力学中图分类号:T Q 63017 文献标识码:A 文章编号:0253-4312(2009)02-0033-04Study on the Photo -Cur i n g K i n eti cs of FreeRad i ca l -Ca ti on i c Hybr i d Syste m Epoxy Acryl a te Resi nZhou liang 1,Yang zhuoru2(1.D epart m ent of Che m.Engineering,Guangdong Industry Technical College,Guangzhou 510300,China;2.College of Che m.Engineering,South China U niv .of Tech .,Guangzhou 510640,China ) Abstract:Hybrid UV curing p r ocess consists of t w o or more kinds of poly merizati on or cr oss -linking re 2acti ons that take p lace in the sa me syste m ,which is a novel app r oach t o modify poly mer materials in -situ .The phot o -curing p r ocess of free radical -cati onic hybrid epoxy acrylate resin syste m was monit ored by dif 2ferential phot o -cal ori m etric (DPC )method .Experi m ental results showed that radical -cati onic hybrid UV curing syste m ,which combines the advantages of radical and cati onic poly merizati on ,gives a better synergy effect .For exa mp le,when the poly merizati on of hybrid syste m p r oceeded t o 150s,the conversi on rate reached 9814%,while the conversi on rate f or radical syste m at the sa me ti m e was only 8016%.I n additi on,thr ough research of kinetics of UV curing hybrid syste m ,it was found that the initiat or concentrati on index 0116was less than the theoretical value of the radical system 015,als o l ower than the theoretical value of the cati onic syste m 1.Active monomer concentrati on index was 1161,which was bet w een theoretical value of the radical syste m of 1and the cati onic syste m of 2. Key W ords:hybrid UV curing;epoxy acrylate resin;differential phot ocal ori m etry;kinetics[基金项目]该项目得到广东省自然科学基金资助(编号:031422)作者简介:周亮(1972—),男,博士,副教授,研究方向为精细化工产品的合成、天然产物的提取、有机电合成。
光固化原理及应用简介[1]
![光固化原理及应用简介[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/50c4baf19a89680203d8ce2f0066f5335a816725.png)
光固化原理及应用简介第一节、光化学基础光的透过和吸收光是具有特定频率（波长）的电磁辐射。
电磁辐射涵盖从宇宙射线到无线电波的范围（图1-1），通常所说的光指的是紫外光（UV）、可见光和红外光，波长范围分别在40~400nm、400~800nm和800nm以上。
图1-1各种电磁辐射的范围紫外光是波长为40~400nm的光，又可分为真空紫外（＜200nm）、中紫外（200~300nm）和近紫外（300~400nm）。
在一般光化学研究和光固化应用中有实际意义的是中紫外和近紫外区的紫外光，通常１又划分为UV A（315~400nm）、UVB（280~315nm）和UVC（200~280nm）三个波段。
一般的光固化体系中应用较多的是UV A和UVB，集成电路制作的光刻技术中则用到UVC段甚至更短波长的光。
光固化涂料应用中常常要考虑深层固化的问题，这是由于光穿过吸光物质时其强度会发生衰减。
光衰减的程度可以用比尔 朗伯（Beer Lambert）定律描述：式中，I0为入射光的光强；I为透射光的光强；ε称为摩尔消光系数，与被透过物中吸光物质的性质和入射光的波长有关；ｃ为该吸光物质的浓度；l为光程长。
留意上式中吸光物质浓度越大，则光衰减越严重，因此在实际应用中，过高的光引发剂浓度不利于深层固化。
光的吸收其本质是光的能量转移到吸光物质，使吸光物质分子由低能量状态转化到高能量状态，例如从基态到激发态。
吸收的能量与光的波长有如下关系：ΔＥ＝ｈν＝ｈｃ/λ式中，ΔＥ为分子激发态和基态的能级差，单位Ｊ；ｈ为Planck常数，其值为6.62×10-34Ｊ·ｓ；ν为光的频率，单位ｓ；ｃ为光速，其值为３×１０8m/s＝３×１０17nm/s；λ为光的波长，单位nm。
可见，波长越短则能量越高。
紫外光波长比可见光短，因此,其能量较高，会对生物细胞产生破坏作用，所以应尽量避免紫外光对皮肤的辐照。
远紫外线能量高，可用来杀菌消毒，通常用的杀菌灯就是主波长为200~300nm的紫外灯。
光固化基础知识简介资料
光固化胶粘剂基础Tian xing jianPhoto‐curing Adhesives2012-04辐射固化是指在光（紫外光UV、可见光Visible Light）或高能射线（电子束EB）的作用下，液态的组合物（树脂，单体，光引发剂等）发生交联聚合形成固态高分子的过程。
光固化是辐射固化的一类。
由于光固化大多使用紫外光（UV）为光源进行辐射固化，所以许多人把光固化胶粘剂称为UV 胶。
UV 胶在玻璃水晶等透明材料粘接中经常使用，而且大多数胶水是透明的，固化后看不出痕迹，又被形象地叫作无影胶。
紫外光固化广泛地应用在涂料、油墨、胶粘剂、电子工业、微细加工和快速成型等领域。
知识点：什么是UV?UV 是英文Ultraviolet Rays 的缩写，即紫外光线。
紫外线(UV)是肉眼看不见的，是可见光以外的一段电磁辐射，波长在10~400nm 的范围.通常按其性质的不同又细为以下几段:真空紫外线Vacuum UV 10--200nm短波紫外线UVC 200--280nm中波紫外线UVB 280--315nm长波紫外线UVA 315--400nm可见光Visible light 400--760nm紫外光固化利用的是200-400mm 这一波段，部分光引剂也可以在可见光下引发固化。
紫外线会损害皮肤和眼睛，UVA 会使皮肤变黑、松驰、皱纹；UVB 会产生急性皮炎（即晒伤）等症，皮肤会变红、发痛，长期照射还容易导致皮肤癌变，因此在进行光固化作业时，应注意防护：• 固化机应有适当屏敝装备，紫外光不易透出• 戴防紫外线眼镜、面罩，不要直视灯具• 适当的个人防护，穿长袖衣服、布工作手套• 注意环境通风，以防臭氧积聚光固化胶粘剂优点环境/安全：• 无VOC 挥发物，对环境空气无污染；• 胶粘剂成分在环保法规中限制或禁止的比较少；• 无溶剂，可燃性低经济性：• 固化速度快，几秒至几十秒即可完成固化，有利于自动化生产线，提高劳动生产率，• 固化后即可进行检测以及搬运，节约空间• 室温固化，节省能源，例如生产1g 光固化压敏胶的所需能量仅需相应水性胶粘剂的1%，溶剂型胶粘剂的4%。
阳离子型固化剂
阳离子型固化剂阳离子型固化剂是一种常见的化学材料，它在固化过程中以阳离子为活性基团，通过与其他物质发生化学反应，实现物质的固化和加固。
阳离子型固化剂在许多领域中得到了广泛的应用，如建筑材料、涂料、胶粘剂等，下面将对其进行详细介绍。
一、阳离子型固化剂的基本特点阳离子型固化剂是一种具有阳离子活性基团的化学物质，可以与阴离子或双电子亲核试剂发生反应，从而实现固化和加固的效果。
该类型的固化剂具有以下基本特点：1. 高反应活性：阳离子型固化剂通常具有较高的反应活性，可以在较短的时间内完成固化过程，提高生产效率。
2. 容易与其他物质反应：阳离子型固化剂可以与阴离子或双电子亲核试剂发生化学反应，形成交联结构，从而实现物质的固化和加固。
3. 适用范围广：阳离子型固化剂可以用于不同材料的固化，如建筑材料、涂料、胶粘剂等，具有广泛的适用性。
1. 混凝土固化剂：阳离子型固化剂可以与混凝土中的水泥反应，形成硬化层，提高混凝土的强度和抗渗性能。
2. 砂浆固化剂：阳离子型固化剂可以与砂浆中的水泥发生反应，形成坚固的结构，提高砂浆的强度和耐久性。
3. 砖瓦固化剂：阳离子型固化剂可以与砖瓦中的成分反应，增强砖瓦的结构稳定性和抗压性能。
4. 地坪固化剂：阳离子型固化剂可以与地坪表面的材料反应，形成坚硬的固化层，提高地坪的耐磨性和抗化学性能。
三、阳离子型固化剂在涂料中的应用1. 油漆固化剂：阳离子型固化剂可以与涂料中的树脂成分反应，形成坚硬的固化膜，提高涂料的硬度和耐候性。
2. 涂料添加剂：阳离子型固化剂可以作为涂料的添加剂，提高涂料的附着力和耐久性。
3. 防腐涂料：阳离子型固化剂可以与防腐涂料中的活性成分反应，形成保护层，提高涂料的抗腐蚀性能。
四、阳离子型固化剂在胶粘剂中的应用1. 木工胶：阳离子型固化剂可以与木工胶中的活性成分反应，形成坚固的粘接层，提高胶接的强度和耐久性。
2. 纸张胶粘剂：阳离子型固化剂可以与纸张胶粘剂中的成分反应，提高纸张的粘接强度和耐湿性。
光固化基本要素
光固化基本要素光固化是一种重要的化学反应，它通过紫外线或电子束照射来引发化学反应，使涂层、油墨等材料在短时间内快速固化。
光固化材料具有固化速度快、成膜性好、耐化学性强等特点，因此被广泛应用于印刷、涂装、电子等领域。
而要实现光固化，就需要几个基本要素。
1. 光源光源是光固化的核心，它能够提供紫外线或电子束等能量，引发光敏剂分子的反应，从而实现材料的固化。
常用的光源有汞灯、氙灯、LED等。
汞灯是光固化的传统光源，但由于其使用寿命短、汞蒸气有毒等缺点，逐渐被氙灯和LED所取代。
2. 光敏剂光敏剂是实现光固化的关键因素，它是一种能够吸收紫外线或电子束能量并转化为化学能量的物质。
光敏剂分子受到光源照射后，会发生光化学反应，产生自由基、离子等活性物质，从而引发材料的固化。
常用的光敏剂有苯甲酰亚胺、三唑基甲酸酯、乙酰丙酮等。
3. 辅助剂辅助剂是指用于调节光固化材料性能、提高固化效率的化学物质。
例如，光稳定剂可以延长材料使用寿命，抗氧化剂可以提高材料耐化学性，增韧剂可以提高材料的韧性和耐磨性。
4. 基材基材是指需要进行光固化的材料表面，它必须具有较好的透光性，能够让光线透过材料表面照射到光敏剂分子上。
常用的基材有塑料、玻璃、金属等。
5. 固化条件固化条件是指进行光固化的环境条件，包括固化时间、固化温度、固化光强等。
不同的材料需要不同的固化条件，以保证固化效果。
一般来说，光固化时间较短，通常在几秒钟到几分钟之间。
光源、光敏剂、辅助剂、基材和固化条件是光固化的基本要素。
在实际应用中，需要根据具体的需要选择合适的光源、光敏剂和辅助剂，以及调整固化条件，才能获得最佳的固化效果。
光固化技术的优越性，使得它在现代工业生产中得到广泛应用，成为各行各业的重要工艺之一。
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凡是容易与碳阳离子反应使之失去活性的溶剂都不宜 选做阳离子聚合溶剂。
适合于用做阳离子聚合的溶剂并不多，常用的有芳香 烃（如甲苯、苯、硝基苯）、卤代烃（如CH2Cl2） 等。
阳离子聚合反应机理
链增长反应
（1）单体的反应活性 双键上取代基的给电子性越强，双键电子云密
度越高，越易受亲电试剂进攻，单体活性越高； 但一旦生成链碳阳离子后，给电子取代基分散碳
（4）阳离子聚合中的异构化反应
再如β-蒎烯的阳离子聚合：
链转移反应
以苯乙烯聚合为例
（i）向单体链转移：增长链碳阳离子以H+形式脱去
β-氢给单体，这是阳离子聚合中最普遍存在的也是难以 抑制的内在副反应（built-in side reaction)：
脱H+链转移易导致聚合产物分子量的下降和分子量分 布变宽，可通过添加 Lewis碱 加以抑制。 如在聚合体系中加入“质子阱”2,6-二特丁基吡啶 （DtBP）：
（3）杂环化合物
环结构中含杂原子。 包括环醚、环亚胺、环缩醛、环硫醚、内酯和 内酰胺是亲电试剂，主要包括以 下几类：
（1）质子酸：其引发阳离子为离解产生的质子H+， 包括： 无机酸：H2SO4， H3PO4等 有机酸：CF3CO2H, CCl3CO2H等 超强酸： HClO4 ， CF3SO3H, ClSO3H等
阳离子的电正性，降低链碳阳离子的活性，起稳定链碳 阳离子的作用，即单体的反应活性与其形成的增长链活 性相反。
（2）链碳阳离子与抗衡阴离子间的相互作用影 响链增长活性
链碳阳离子与抗衡阴离子的相互作用越弱， 两者越易离解，链增长活性越高。
（3）聚合产物结构 （i）化学结构 通常，乙烯基阳离子聚合得到能使链增长碳阳离
（2）链终止反应
阳离子聚合中除链转移反应会导致增长链失活外，还可 发生以下的终止反应：
（i）链增长碳阳离子与抗衡阴离子结合
如 Cl3CCOOH/TiCl4 引发的异丁烯聚合
易发生在抗衡阴离子亲核性较强或溶剂极性不利于 抗衡阴离子与链增长碳阳离子的离解的聚合体系中。
（ii）链增长碳阳离子与抗衡阴离子基团中某阴离子结合 生成稳定的共价键
两种Lewis酸复合时，酸性较强的起受体作用，从酸性 较弱的一方夺取负离子而产生离子化，如：
（3）碳阳离子引发剂 碳阳离子源/Lewis酸组成的复合引发体系
碳阳离子源是指在Lewis酸的活化下能产生碳阳离子的化 合物：三级（或苄基）卤代烃、醚、醇、酯等，在Lewis 酸的活化下产生碳阳离子引发聚合反应，如：
阳离子聚合
阳离子聚合反应
概述
一般特性
1. 链增长活性中心多样化； 2. 单体与引发剂之间存在选择性； 3. 无双基终止。
单体
（1）带给电子取代基的烯烃
如：
偏二烷基取代乙烯 CH2=CRR’， 共轭双烯 CH2=CR-CH=CH2， 芳环取代乙烯 CH2=CHAr， (π+p)给电子取代乙烯，如： CH2=CH(NRR’) 和乙烯基醚 CH2=CHOR 等；
在这类引发体系中，通常把碳阳离子源称为引发剂
（initiator），而把Lewis酸称为活化剂（activator）。
由于生成的抗衡阴离子都是体积较大且亲核性较弱的一 些阴离子团，因此与单独Lewis酸体系相比，较难与链 增长活性中心结合发生链终止反应。
溶剂
极性大或溶剂化能力强的溶剂有利于链增长活性 中心与抗衡阴离子的离解，有利于聚合反应速率的增 大，如果溶剂极性太弱以致不能使两者离解而形成不 具有链增长活性的共价化合物，使聚合反应不能顺利 进行。
一般质子酸(也被称为将军酸）（如H2SO4，HCl等）由 于生成的抗衡阴离子SO42-、Cl-等的亲核性较强，易与 碳阳离子生成稳定的共价键，使增长链失去活性，因 而通常难以获得高分子量产物；
超强酸由于酸性极强，离解常数大，活性高，引发速 率快，且生成的抗衡阴离子亲核性弱，难以与增长链 活性中心成共价键, 反应不易终止。
DtBP由于两体积大的特丁基的立体阻碍，只能与 H+反应生成稳定的鎓离子，从而抑制了向单体的链转 移反应。
能降低分子量分布。
（ii）苯环烷基化反应：
（iii）增长链碳阳离子从其它链 夺取H-生成更稳定的碳阳离子：
引发单体聚合
生成支化高分子
（iv）向溶剂的链转移，如：
（v）向引发剂的链转移，如：
（2）Lewis酸： 主要为金属卤化物、有机金属化合物以及它们的复 合物。
其引发反应可分两种情况： （i）不能“自离子化”的单独Lewis酸： 与体系中微量的水发生水解生成H+引发聚合反应， 如：
（ii）能“自离子化”的Lewis酸或不同Lewis酸的复合物 通过自离子化或不同Lewis酸相互离子化产生阳离子引发 聚合反应。如：
如H2O/BCl3引发的异丁烯聚合
CH2=CH(NRR’) 和 CH2=CHOR 由于N和O原 子上的未成对电子能与双键形成p-π共轭，使双 键电子云密度增大，因而特别活泼。
环内双键也可进行阳离子聚合，如：
（2）异核不饱和单体R2C=Z Z为杂原子或杂原子基团
如: 醛 RHC=O， 酮 RR’C=O（丙酮除外，因其最高聚合温度为-273 oC）， 硫酮 RR’C=S， 重氮烷基化合物 RR’CN2 等。
子稳定化的首-尾加成结构，
H2C CH X
CH2 CH CH2 CH CH2 CH
X
X
X
（ii）立体结构
阳离子聚合产物的立体规整度受聚合条件的影响较大： a）低温有利于立体规整度的提高 b）立体规整度随引发剂不同而改变 c）立体规整度以及立体规整性（全同立构或者间同立 构）随溶剂极性不同而改变
非极性溶剂有利于立体规整度的提高。 非极性溶剂有利于全同立构的生成，而极性溶剂有 利于间同立构的生成。
该反应中
既是引发剂又是链转移剂，通常叫
做链转移引发剂（inifer)。
如果聚合反应中不存在向单体等其它的链转移反应， 就可获得末端含-Cl的聚合产物。
所含的末端-Cl功能基可通过适当的化学反应转 化为其它的功能基，而赋予聚合物特殊性能与应用。
假如用的是二功能引发剂就可获得遥爪高分子
（telechelic polymer），如：