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紫外光固化技术是一种新型绿色固化技术。紫外光固化的最大优点是固化速度快、涂膜质量高、环境污染少、能量消耗低,但氧阻聚问题一直困扰着紫外光固化技术。阳离子光固化体系没有氧阻聚的缺点,同时固化时体积收缩小,所形成聚合物膜的附着力更强。国内对其研究较少,阳离子光引发剂主要依赖进口,影响了它工业化进程。本文合成了一种新型二芳基碘鎓盐阳离子光引发剂,并研究了它的光解动力学以及光引发性能,为其进一步的应用提供理论依据。
碘鎓盐反应活性高,是一类非常重要的阳离子光引发剂。本文合成的[4-(2-羟基-3-丁氧基-1-丙氧基)苯基]苯碘鎓-六氟锑酸盐(BPI·SbF6)目前未见文献报道。利用红外光谱、元素分析、质谱、核磁共振等测试方法对其进行了比较系统地表征,确定了它的化学结构。
对BPI·SbF6的合成反应进行了研究。当氢氧化钠含量为5%wt,反应时间为8.5h,1-丁氧基-3-苯氧基丙-2-醇的产率为85%。比较了两种合成羟基对甲苯磺酰氧基苯的方法。通过直接过氧乙酸法得到的产率可达85%,但必须要先合成高浓度的过氧乙酸;乙酸酐法合成的产率较低,但操作简单,步骤少。在合成BPI·SbF6的过程中,催化剂冰醋酸的最佳使用量为1ml,BPI·SbF6的产率可达79%。由于在苯环上引入了给电子基团,增大了碘鎓盐的吸收波长;同时接入了醚键,改善了碘鎓盐在溶剂中的溶解性质。
研究了BPI·SbF6在乙腈溶液中的光解反应,发现其紫外最大吸收波长为λmax=245nm,光解动力学方程为ln(e1.317×105[A]()-1)=0.757-1.535×10-3t。同时研究了BPI·SbF6作为阳离子光引发剂引发环氧预聚物的光引发活性,其最佳使用浓度为3%wt,光照后仍具有很强的后聚合活性,可以用自由基光引发剂进行增感,考察了环氧/丙烯酸复配体系对光固化速度的影响。
讨论了紫外光固化体系体积收缩产生原因,研究了自由基光固化体系以及自由基/阳离子混杂体系的体积收缩率问题。