光引发剂特性

光引发剂特性

光引发剂(photoinitiator)又称光敏剂(photosensitizer)或光固化剂(photocuringagent)，是一类能在紫外光区(250～420nm)或可见光区(400～800nm)吸收一定波长的能量，产生自由基、阳离子等，从而引发单体聚合交联固化的化合物。

在光固化体系中，包括UV胶，UV涂料，UV油墨等，接受或吸收外界能量后本身发生化学变化，分解为自由基或阳离子，从而引发聚合反应。

凡经光照能产生自由基并进一步引发聚合的物质统称光引发剂。[2]?一些单体经光照后，吸收光子形成激发态M*：M+hv→M*；激发了的活性分子经均裂产生自由基：M*→R·+R′·，进而引发单体聚合，生成高分子。

辐射固化技术是一项节能环保新技术，紫外光(UV)和电子束(EB)、红外光、可见光、激光、化学荧光等辐射光照射固化，完全符合“5E”特点：Efficient(高效)、Enabling(实用)、Economical(经济)、EnergySaving(节能)、EnvironmentalFriendly(环境友好)，因此被誉为“绿色技术”。光引发剂是光固化胶黏剂的重要组分之一，它对固化速率起着决定性作用。光引发剂受紫外光照射后，吸收光的能量，分裂成2个活性自由基，引发光敏树脂和活性稀释剂发生连锁聚合，使胶黏剂交联固化，其特点是快速、环保、节能。（广州市城首贸易有限公司整理）

原理

引发剂分子在紫外光区(250~400nm)或可见光区(400~800nm)有一定吸光能力，在直接或间接吸收光能后，引发剂分子从基态跃迁到激发单线态，经系间窜跃至激发三线态；在激发单线态或三线态经历单分子或双分子化学作用后，产生能够引发单体聚合的活性碎片，这些活性碎片可以是自由基、阳离子、阴离子等。按照引发机理不同，光引发剂可分为自由基聚合光引发剂与阳离子光引发剂，其中以自由基聚合光引发剂应用最为广泛。

分类

光引发剂全称UV固化光引发剂，可分为三类：

1、裂解型引发剂：

它通过吸收强紫外灯光发射的紫外量子，从而引发聚合交联和接枝反应，使液体几分之一秒内形成固态薄膜，如1173、184、907、369、1490、1700等。

裂解反应机理:光引发剂分子吸收光能后,由基态变成激发态激发态分子发生NorrishⅠ反应,羰基和相邻碳原子间的共价键拉长、弱化、断裂,生成初级自由基: X-Y------(X…Y)·→X·+Y·

上式中,生成的2个初级自由基可以相同,也可以不同。

2、光敏引发剂：通过夺氢反应形成游离基，如BP。

夺氢反应机理

激发态的光引发剂分子从活性单体、低分子预聚物等氢原子给予体上夺取氢原子,使其成为活性自由基,引发聚合反应:

X-------X·--------XH·+R·

式中,X与RH可以相同。

3、阳离子光引发剂是另一类非常重要的光引发剂，包括重氮盐、二芳基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐、烷基硫鎓盐、铁芳烃盐、磺酰氧基酮及三芳基硅氧醚。它的基本作用特点是光活化使分子到激发态，分子发生系列分解反应，最终产生超

强质子酸（也叫布朗斯特酸），作为阳离子聚合的活性种而引发环氧化合物、乙烯基醚，内酯、缩醛、环醚等聚合。

阳离子光引发剂可分为鎓盐类、金属有机物类、有机硅烷类，其中以碘鎓盐、硫鎓盐和铁芳烃最具代表性。

以最常用的二芳基碘鎓盐I-250光解可同时发生均裂和异裂，及产生超强酸又产生活性自由基。因此碘鎓盐除可引发阳离子光聚合外，还可以同时引发自由基聚合，这是碘鎓盐与硫鎓盐的共同特点。

三芳基硫鎓盐光引发剂I-160因为硫原子可与三个芳环部分共轭，正电荷得到分散，分子热稳定性较好，光激发后可发生裂解，产生聚合活性种。除三芳基硫鎓盐外，其他结构的硫鎓盐或者光反应活性差，或者热稳定性太差。三芳基硫鎓盐热稳定性相当好，加热至300℃不分解，与单体混合加热也不会引发聚合。

特点

理想的光引发剂应具有以下优点：

(1)廉价，合成简单；

(2)光引发剂及其光裂解产物应无毒无味；

(3)稳定性好，便于长时间储存；

(4)光引发剂的吸收光谱须与辐射光源的发射谱带相匹配，且具有较高的摩尔消光系数；

(5)由于大多数光引发剂分子吸收光能后跃迁至激发单线态，经系间窜跃到激发三线态，因此，引发剂的系间窜跃效率要高；

(6)较高的引发效率。