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光引发剂的那点事儿

   2018-05-24 微信蒙蒙1950
核心提示:光引发剂(photoinitiator,PI)是光固化体系的关键组分,它关系到配方体系在光辐照时,低聚物及稀释剂能否迅速由液态转变成固态,即交联固化。基本作用特点引发剂分子在紫外光区间(250~420nm)或可见光区(400~800nm)有
光引发剂(photoinitiator,PI)是光固化体系的关键组分,它关系到配方体系在光辐照时,低聚物及稀释剂能否迅速由液态转变成固态,即交联固化。
基本作用特点
引发剂分子在紫外光区间(250~420nm)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活泼的激发单线态.还可继续经系间窜跃,跃迁至激发三线态;在其激发单线态,也可能是在激发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、阴离子或离子自由基。
分类
按照所产生的活性碎片不同,光引发剂可分为自由基聚合光引发剂与阳高子聚合光引发剂。
其中以自由基聚合光引发剂应用最为广泛,阳离子光引发剂次之。阴离子光引发剂的研究较少.尚未发观商业应用报道; 光引发剂按活性种产生的机理不同,可分为单分子作用机理与双分子作用机理。 如按适用光源波段分类,光引发剂又可分为紫外光引发剂与可见光引发利。
目前光固化技术主要为紫外光固化,可见光引发剂因其对日光及通常照明光源的敏感性,使用时受到一定限制,且配方的反应稳定性也是一个尚待解决的问题。
此外,光引发剂还包括一些特殊类别,如大分子光引发剂、水溶性光引发剂、可聚合型光引发剂等。光敏化也是光固化中常用的一种提高感光效翠和光聚合效率的手段,尢其在颜料着色体系中。
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辅助组分的分类
在许多实际光固化体系中,活性引发碎片的产生过程涉及光引发剂与其他辅助组分的化学作用。以促进活性碎片的产生,增强引发效率。
根据这些辅助组分所起的具体作用,可以称力助引发剂(coinitiators)、增感剂(synergists)或光敏化剂(sensitizers)。
助引发剂是双分子光引发体系重要组分。
如果所用的助引发剂在光引发过程中经化学巨应途径消耗掉,且它对光引发的促进效果达到工业化要求,在工业界常被称作增感剂。
光敏剂也可与光引发剂作用促进光聚合,但二者之间仅发生能量转移的物理作用,其作用原理是光敏剂分子在较大波长处吸收光能跃迁至激发态。通过分子间物理作用,能量从激发态光敏剂分子上转移到引发剂分子上,这样,本来不能吸收长波光能的引发剂分子间接地由基态跃迁到激发态,接着发生单分子或双分子化学过程,产生具有引发聚合活性的碎片。该过程也叫光敏化,整个过程中,光敏剂没有被消耗掉,仅仅作为能量的载体在体系中反复运转。
光引发剂的光能吸收
光引发剂发挥效用的前提条件是它首先要能够吸收光能,而紫外灯的发射光谱为非连续的线状或带状光谱,换言之,光引发剂的吸收光谱须与幅照光源的发射谱带相匹配。
中压汞订的发射谱线中比较有用的为366nm、313nm、303nm谱线,许多光引发剂在这些波长处有吸收。较高波长的发射谱线,大多数引发剂不能吸收,如果使用可见光引发剂,可以改用更廉价、安全的卤钨灯等可见光源与之匹配,没有必要使用汞灯发射的可见光。
较短波长的谱线在空气中传播时衰减迅速,且易被光固化配方中的树脂或其他添加成分吸收,造成短波长吸收屏蔽。
 
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