光固化技术已经在涂料、胶黏剂、油墨等领域广泛应用,而且随着其应用领域的不断扩大和人们对环境保护的要求日益提高,其相关研究越来越受到研究者的关注。作为光固化配方中的关键组分,光引发剂是一类在光照下能产生活性种,如游离基、阳离子、负离子等,引发聚合交联反应的一类物质。随着光固化技术的发展和环保方面的现实要求,研究开发大分子光引发剂、水性光引发剂等对降低材料毒性、拓展光固化技术的应用领域具有重要意义。有机硅材料是一类无机有机杂化材料,具有一系列优异性能,如优异的耐候性、耐水性、生理惰性和极优的表面性能等。将有机硅引入光引发的分子设计可以赋予光引发剂一系列新性能。本论文以有机硅化合物为基础,设计并合成了一系列有机硅自由基型紫外光引发剂,主要内容如下：第一章综述了光引发剂的分类、引发机理和研究趋势,着重介绍了现有有机硅光引发剂,并结合当前光引发剂研究的需求,提出了本论文的设计思想及研究内容。第二章将聚甲基苯基硅烷与丙烯酰化聚醚通过紫外光聚合的方式,合成了一种可以在水中很好分散的水性聚硅烷-聚醚共聚物P-3。通过核磁共振、红外光谱和紫外光谱分析表明,P-3中包含了聚硅烷链段和聚醚链段。同时,实时紫外光谱和实时红外光谱的研究发现,P-3在紫外光照射下可以发生聚硅烷链段的裂解。P-3可以在水溶液中有效引发丙烯酰胺、丙烯酸和甲基丙烯酸-p-羟乙酯(HEMA)等水溶性活性底物聚合。实时红外光谱研究了两种不同聚硅烷含量的聚硅烷-聚醚共聚物P-3-1和P-3-2引发丙烯酰胺重水溶液的聚合速率。结果表明,20%丙烯酰胺溶液(含1%质量分数引发剂)经30mW/cm2紫外光强度照射60秒后,P-3-1和P-3-2分别可以使双键转化率达到60%和70%以上。因此P-3是一种合成方法简单,引发效率较高,应用潜力较大的新型水性光引发剂。第三章我们设计并合成了含有小分子光引发剂取代的超支化聚硅烷BP-PS、 TX-PS、BTP-PS和Flu-PS。这些取代超支化聚硅烷都属于大分子光引发剂。通过核磁共振、红外光谱鉴定了几种聚合物的结构。紫外光谱研究表明,几种引发剂都可以不同程度地提高超支化聚硅烷对紫外光尤其是远紫外光的利用率。实时红外光谱研究表明,几种取代超支化聚硅烷的紫外光引发效率也较未取代的超支化聚硅烷Bu-PS高。1%质量分数的几种取代超支化聚硅烷在30mW/cm2紫外光照射下,均可以在10秒内使己二醇二丙烯酸酯中90%以上的双键发生聚合,是一类高效的紫外光引发剂。电子自旋共振光谱研究表明,BP-PS和TX-PS是一类既可以裂解产生硅自由基,也可以通过夺氢产生碳自由基的大分子紫外光引发剂。取代超支化聚硅烷克服了小分子光引发剂的弊端,同时又具有很高的紫外光引发活性,具有较好的应用潜力。在第四章中,我们以第三章中合成的含Si-Cl键的超支化聚硅烷为基础,使其与氯硅烷单体通过水解缩合方式合成聚硅烷-硅树脂杂化材料P-2,并采用核磁共振、红外光谱、紫外光谱、GPC、DSC和TGA等手段表征了其结构和物理特性。实时紫外光谱研究表明,P-2保留了聚硅烷的光裂解性能,可以在紫外光下发生裂解。由于硅树脂结构的存在,聚硅烷-硅树脂杂化物在室温下呈液态,具有良好的溶解性能,拓宽了聚硅烷的使用范围。实时红外实验表明,聚硅烷与硅树脂杂化后,依然具有很好的紫外光引发性能,1%质量分数的三种P-2在40mW/cm2紫外光照射下,可以在20秒内使己二醇二丙烯酸酯中90%以上的双键发生聚合,是一种十分有效的自由基光引发剂。另外,采用紫外光谱、XPS、表面接触角和TGA研究了杂化材料的表面迁移性能,结果发现,聚硅烷-硅树脂杂化材料由于其低表面能性质,它倾向于往溶液表面富集,可以改变固化后材料的表面性能,5%质量分数的P-2-3添加量可以使聚己二醇二丙烯酸酯薄膜表面的水接触角从72.7°提高至109.2°。这种聚硅烷-硅树脂杂化材料,既保留了聚硅烷材料的紫外光引发性能,同时又具备了硅树脂的优良性能,除了光固化作用外,还可能对材料进行有机硅改性,是一种新型多功能紫外光引发剂。在第五章中,通过水解氯硅烷制备了含Si-Cl键的硅树脂预聚物,将其与4-羟基二苯甲酮钠盐反应制备得到二苯甲酮功能化硅树脂BP-Si-resin。BP-Si-resin室温下呈粘稠液态,是一种在预聚物中具有优良溶解性、相容性的大分子紫外光引发剂。通过核磁共振、红外光谱和紫外光谱鉴定了其结构,采用GP、TGA和DSC测试了其物理性质。核磁共振氢谱表明,BP-Si-resin中含有约20%质量分数二苯甲酮基团。实时红外方法表明BP-Si-resin具有较高的紫外光引发速率,4%质量分数的BP-Si-resin引发己二醇二丙烯酸酯聚合速率与1%质量分数的二苯甲酮引发速率接近。紫外光谱、TGA和XPS等实验证明了BP-Si-resin具有往溶液表面富集的倾向,表明硅树脂的低表面能性质也在产物中得到了体现。接触角测试表明,10%质量分数的BP-Si-resin添加量可将聚己二醇二丙烯酸酯薄膜表面的水接触角从72.7。提高至118.3°。BP-Si-resin的这一特性,可使固化产物表面可能获得更好的疏水性、耐气候性、耐辐照等优越性能,使其成为一种具有表面改性功能的有机硅大分子紫外光引发剂。