多官能度光引发剂的合成及性能研究

发布时间：2020-09-15 07:53

　　 光引发剂的理想性能包括在灯发射光谱区域具有高吸收率,在配制过程中具有良好的溶解性,高量子产率,高光反应性,低气味,低毒性,不存在迁移时泛黄聚合物中的残留物,储存稳定性好。基于上述标准,目前的商业小分子量光引发剂并不令人满意。开发和应用多官能度大分子光引发剂是目前光固化涂料领域的发展趋势,因其具有低挥发,低迁移,低毒性等优点,符合绿色能源发展的环保理念。本论文以多官能度光引发剂在紫外光固化材料领域中的应用为出发点,采用酰氯化反应,酯化反应等反应手段制备了一系列新型的多官能度大分子光引发剂,并将这一系列光引发剂加入光固化配方体系中研究它们的光学性能及力学性能。主要研究如下:1.本文在苯甲酰甲酸酯类光引发剂基础上合成了四官能度的季戊四醇四苯甲酰甲酸酯光引发剂(PTF),用红外光谱、核磁、质谱等方法对其进行了表征。紫外可见光谱及Photo-DSC图谱表明其具有较强的紫外光吸收能力及很好的引发光聚合活性,研究了PTF、2-羟基-2-甲基-苯基丙酮(Darocur 1173光引发剂)分别与树脂单体构成光固化涂料的性能。PTF光引发剂的热稳定性优于于1173光引发剂。PTF的光引发活性也高于1173光引发剂,这主要是由于PTF属于裂解型光引发剂,具有裂解型光引发剂的特性,其光解后产生的活性自由基浓度要高于1173光引发剂,从而使得PTF引发TMPTA聚合的速率较高。在同等实验条件下,PTF体系的迁移率仅为1173体系光引发剂的5%,这说明含有多官能度的PTF大分子光引发剂可有效地将涂料固定在固化膜中,从而大大降低固化膜的迁移性。2.通过直接酯化法成功地合成了一种可聚合光引发剂双(2-(4-(2-羟基-2-甲基丙酰基)苯氧基)乙基)-2-亚甲基琥珀酸酯(IAHHMP),用红外光谱、核磁、质谱等方法对其进行了表征。紫外可见光谱及Photo-DSC图谱表明其具有较强的紫外光吸收能力及很好的引发光聚合活性,是一种有效自由基光引发剂。研究了IAHHMP、1-羟基环己基苯基甲酮(Irgacure 184光引发剂)、2-羟基-2-甲基-对羟乙基醚基苯基丙酮-1(Darocur 2959光引发剂)分别与树脂单体构成光固化涂层的性能。热重实验分析表明IAHHMP失重5%的温度和最终停止失重的均比184光引发剂提高了100℃以上,热稳定性较好;萃取实验表明IAHHMP光固化体系的迁移率仅为184光固化体系的11.90%。优良的耐高温性能、较低的迁移性可使作为α-羟基酮衍生物的IAHHMP可聚合光引发剂拥有应用于各种食品包装材料的发展前景。3.在商品化的1173和2959光引发剂的基础上合成了大分子光引发剂1,2-双(2-(4-(2-羟基-2-甲基丙酰基)苯氧基)乙基)4-(2-甲基-1-氧代-1-苯基丙烷-2-基)苯-1,2,4-三羧酸酯(HTH),用红外光谱、核磁、质谱等方法对其进行了表征。紫外可见光谱及Photo-DSC图谱表明其具有较强的紫外光吸收能力及很好的引发光聚合活性,是一种有效自由基光引发剂。并研究了HTH、1173、2959光引发剂分别与树脂单体构成光固化涂料的性能。HTH光引发剂的热稳定性略高于2959光引发剂。HTH的光引发活性高于1173光引发剂,说明HTH光引发剂具有α-羟基酮光引发剂的性能特点。这主要是由于HTH其光解后产生的活性自由基浓度要高于1173光引发剂,从而使得HTH引发TMPTA聚合的速率较高。在同等实验条件下,HTH体系的迁移率仅为2959体系光引发剂的41.80%,HTH体系的迁移率仅为1173体系光引发剂的20.65%,这说明含有多官能度的HTH大分子光引发剂可有效地将涂料固定在固化膜中,从而降低固化膜的迁移性。
【学位单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TQ314.241
【部分图文】：

图 1-1 UV 固化的反应过程Fig.1-1 UV curing reaction process单体的光引发聚合或 UV-辐射固化已在各种工业领域中出现 固化涂料行业和技术最重要的驱动力之一是开发更环保的涂料越关心环境问题，环境立法在全球变得越来越严格[4]。UV 固化技术被认为是传统溶剂型涂料的替代方案，因为它具的工艺和性能，如来自丙烯酸酯基团的高交联密度导致的高硬擦性和耐化学性[5-6]。UV 固化涂料还具有许多优点，包括在环固化时间，低固化能量和无溶剂体系。由于这些特性，光引发层[7-8]，油墨工业[9-10]，平版印刷前[11-12]以及微电子技术[13]的巨合在牙科临床，药物输送和医疗器械等医疗领域有很大的应用行业对光聚合的巨大全球市场需求每年都在保持正增长。

硕士学位论文 第一较少共同裂解）[17-18]。第二种是 Norrish （夺氢型）型光态容易与氢供体或电子供体反应产生起始基团的化合物[19族羰基化合物时为例子，通过 C-C 键的均裂（(Norrish 型的氢提取(Norrish 型)，很容易产生自由基，发生光引发自图 1-2 所示。

图 1-4 环氧化物的开环聚合反应过程Fig1-4 Ring-opening polymerization process of epoxide（VE）由于其富含电子的双键，可以在自由基引发剂存质子酸存在下经历非常快速的阳离子聚合（如图 1-5）：图 1-5 乙烯基醚光聚合过程Fig 1-5 Photopolymerization process of vinyl ether离子混杂醚/丙烯酸酯组合外[32]，科学家已开发出不同类型的可 U[33]

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本文编号：2818703