光引发剂(Photo Initiator)

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。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。
原理
引发剂分子在紫外光区(250~400 nm)或可见光区(400~800 nm)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,目前可分为三类:
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。 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 Norrish Ⅰ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) 阳离子型引发剂,即使在暗处,还持续聚合反应,同时可通过加热反应,类似自由基光聚合,光只是分解光引发剂产生引发质子酸,由质子酸引发单体进行阳离子聚合。

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。

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。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。
原理
引发剂分子在紫外光区(250~400 nm)或可见光区(400~800 nm)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,目前可分为三类:
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。 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 Norrish Ⅰ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) 阳离子型引发剂,即使在暗处,还持续聚合反应,同时可通过加热反应,类似自由基光聚合,光只是分解光引发剂产生引发质子酸,由质子酸引发单体进行阳离子聚合。

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。