2-(4-甲氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-S-三嗪光引发剂的合成及其光聚合动力学性能研究

以对甲氧基苯甲腈和三氯乙腈为原料合成了光引发剂2-(4-甲氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-S-三嗪(MBTT),通过傅里叶红外光谱仪、核磁共振仪和紫外吸收光谱对所合成的产物结构进行了表征.并利用实时红外(RT-IR)对该引发剂进行了光聚合反应动力学研究,考察了单体、引发剂浓度和光强对引发速率及单体转化率的影响.结果表明,MBTT是一种高效的紫外光引发剂,在引发剂用量为0.1%时光聚合的单体转化率就能达到90%;随着光强的增大,单体的双键转化率和最大反应速率都增大,诱导期缩短;双丙烯酸酯类单体的双键转化率比三丙烯酸酯类单体的双键转化率要高.     

2,2′-二邻甲氧基苯基-4,4′,5,5′-四苯基-1,2′-二咪唑复合光引发体系的光聚合动力学研究

本文研究了对2,2′-二邻甲氧基苯基-4,4′,5,5′-四苯基-1,2′-二咪唑(BMOIM)复合光引发体系引发聚合动力学过程.采用紫外光谱仪对引发剂、供氢体、增感剂在紫外区的吸收谱图进行了表征.利用实时红外光谱仪对复合光引发体系引发聚合动力学过程进行实时监测,考察了不同光强、引发剂浓度以及不同官能度单体对反应速率及最终双键转化率的影响.结果表明,在引发剂浓度为0.6%(质量分数)时,20s内双键转换率达到96%,随着引发剂浓度的提高,聚合速率增大.聚合速率以及最终双键转化率随着光强增大而增大;双官能团单体的最终双键转化率比三官能团单体的最终双键转化率要高.     

氟碳链修饰酰基氧化膦长波吸收光引发剂的研究

以2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯(TPO-L)、全氟辛基乙基醇、草酰氯为原料合成了2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸全氟辛基乙酯(TPO-F)光引发剂。利用核磁共振(1 HNMR、19FNMR)和红外光谱(FT-IR)对TPO-F进行结构表征;通过紫外吸收光谱测定了TPO-F的最大吸收波长,与TPO-L的吸收曲线类似,但长波范围的摩尔吸光度略高;光引发剂溶液分层吸光度测试表明,TPO-F具备显著迁移富集特征,有助于表面氧阻聚的解决。在氮气氛围下,通过光-差示扫描量热仪(Photo-DSC)对TPO-F进行了光聚合反应动力学研究,探究了光强、引发剂浓度对单体双键的转化率和最大聚合速率的影响。在空气氛围下,通过差示扫描量热仪(DSC)考察了光引发剂的抗氧阻聚性能。研究表明,TPO-F光引发效率显著高于TPO-L,二者组合可进一步提升光引发效率。本研究为后续UV LED光固化技术中存在的氧阻聚瓶颈问题提供了解决途径。     

含2,2′,4-三(2-氯苯基)-5-(3,4-二甲氧基苯基)-4′,5′-二苯基-1,1′-双咪唑光引发体系的光聚合动力学研究

2,2′,4-三(2-氯苯基)-5-(3,4-二甲氧基苯基)-4′,5′-二苯基-1,1′-二咪唑(CZ-HABI)是一种高效的光引发剂,其结构通过傅里叶红外光谱仪、核磁共振仪、紫外吸收光谱进行表征.复合引发体系(PI)由光引发剂CZ-HABI、增感剂4,4′-双(二乙氨基)苯甲酮(EMK)、供氢体N-苯基甘氨酸(NPG)组成,利用实时红外(RT-IR)对该复合光引发体系进行了光聚合反应动力学研究,结果表明:在没有供氢体条件下,基本上没有引发效果,增加供氢体后,引发效率大幅增加;增加复合光引发体系用量能提高光聚合反应的双键转化率,且最大聚合速率与[PI]1/2成正比;随着光强的增强,单体的双键转化率与最大反应速率均增大;复合光引发体系引发双丙烯酸酯类单体的最终双键转化率比三丙烯酸酯类单体要高.复合光引发体系的引发效率比ITX/EDAB光引发体系的引发效率高,与1-羟基环己基苯基甲酮(184)、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(1173)的引发效果相近.     

可聚合二苯甲酮类光引发剂的合成及其光聚合性能研究

以4-(2,3-环氧丙氧基)二苯甲酮(EBP)和丙烯酸为原料,通过开环反应合成了含有不饱和双键的可聚合光引发剂4-(丙烯酸-2-羟基丙酯-3-氧基)二苯甲酮(AEBP).采用红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(¹HNMR)对其结构进行表征,利用紫外吸收光谱对AEBP的紫外吸收波长进行表征,通过实时红外(RT-IR)研究了AEBP引发丙烯酸酯单体的光聚合动力学.采用萃取法对比了BP与AEBP引发固化体系后的迁移性.结果表明,随AEBP浓度增加,单体最终转化率增加;当助引发剂N,N-二甲氨基苯甲酸-乙酯(EDAB)浓度为1.2%时,单体最终双键转化率最高;AEBP对双官能度单体的引发效率较之三官能度单体的好;聚合速率随光照强度的增强而变快;固化后AEBP的迁移性比传统的BP大大降低.     

三官能度甲基丙烯酰氧基单体的合成与性能研究

用甲基丙烯酰氯分别与二乙醇胺和三乙醇胺反应合成了两种三官能度甲基丙烯酰氧基单体.以实时红外光谱(RT-IR)法研究了两种单体的光聚合动力学性质,考察了不同单体、不同引发剂和引发剂浓度、不同光强对聚合性能的影响,并采用动态力学分析仪(DMA)测试了光固化后材料的力学性能.结果表明,随着引发剂浓度的增大,单体转化率、最大反应速率都增大,随着光强的增大,单体转化率、最大反应速率都降低.与二苯甲酮(BP)相比,2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮(1173)对两种单体具有较好的引发效果.两种单体加入三缩四乙二醇双甲基丙烯酸酯(SR209)中后,对体系光固化后的产物力学性能有不同影响.     

2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基-1-苯乙烯基)-s-三嗪光引发剂的合成与聚合动力学研究

本研究以4-甲氧基苯甲醛和2,4-双(三氯甲基)-6-甲-基1,3,5-三嗪为原料合成了一种引发剂2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基-1-苯乙烯基)-s-三嗪(BMT),并利用红外光谱、紫外光谱、核磁共振等手段对其结构进行表征.利用实时红外光谱研究其光聚合动力学性能,结果表明,不同引发剂浓度,不同单体和不同光强对单体双键转化率都有一定的影响.     

苯甲酰甲酸酯/2959光引发剂的合成与性能研究

本工作以苯甲酰甲酸(BF)和2-羟基-2-甲基-对羟乙基醚基苯基丙酮(2959)为原料,通过酯化反应合成了一种光引发剂BF-2959,采用紫外、红外、核磁共振、元素分析等手段对其进行了表征。研究了光引发剂BF-2959的合成条件,得到最佳实验条件:以甲苯为溶剂,反应时间6h,反应温度105℃,以甲烷磺酸为催化剂,苯甲酰甲酸与2959的物质的量投料比为1∶1.1,产率为92.1%;产物为无色透明液体,与树脂的相容性较好,紫外最大吸收峰在246.1nm处。在涂膜光固化测试中,用4%的BF-2959引发B-206聚氨脂和TMPTA单体聚合,转化率为93%。     

4-乙烯基-1-环己烯二环氧化物阳离子单体光聚合性能研究

本文用实时红外光谱研究了4-乙烯基-1-环己烯二环氧化物(TTA22)单体的光聚合性能。分别考察了光引发剂浓度、光源、光强及增感剂浓度对其光聚合性能的影响。选用3,4-环氧环己基甲酸-3′,4′-环氧环己基甲酯(TTA21)作为参照,比较了不同单体的光固化性能。结果表明,随着引发剂浓度以及光强的增加,环氧基转化率及转化速率随之增加。LED光源下单体的转化率和转化速率低于UV汞灯。对TTA22和TTA21光固化后材料的热稳定性进行分析,结果显示TTA21的热稳定性优于TTA22的。     

可聚合型光引发剂4-丙烯酰氧基二苯甲酮的光聚合性能研究

以实时红外光谱(RT-IR)法研究了合成的4-丙烯酰氧基二苯甲酮(4-ABP)的光聚合动力学性质,考察了不同单体、不同引发剂和助引发剂浓度、不同光强对聚合性能的影响.以萃取法对比研究了4-ABP和二苯甲酮(BP)在固化膜中的的残留量.结果表明,4-ABP是一种非常有效的光引发剂.随着引发剂浓度和光强的增大,单体转化率、最大反应速率都增大,诱导期缩短.萃取实验表明4-ABP在固化膜中的残留量远低于BP.     

双官能度单组分光引发剂的制备及其光引发活性研究

本文利用4-甲基二苯甲酮、哌嗪等原料合成了一种双官能度的单组分光引发剂（MBPPA）,其分子结构中具有两个二苯甲酮基团。通过紫外光谱研究了光引发剂的紫外吸收和光降解性能,并利用实时红外测试了光引发剂的光引发活性以及不同单体对光聚合动力学的影响。结果表明,在光照10 min后,MBPPA在257.2 nm处的吸光度降低了18.76%,光降解速度明显高于MBP。当光强为50 mW·cm^-2时,0.2%（摩尔分数）MBPPA单独引发乙氧基乙氧基丙烯酸乙酯（EOEOEA）聚合的转化率可达90%。在同等条件下,多官能度丙烯酸酯单体的聚合速率要明显高于单官能度丙烯酸酯单体,但其转化率有所降低。     

Preparation of Fluorine-Containing Polyacrylate Emulsion by a UV-initiated Polymerization

A fluorine-containing polyacrylate emulsion was synthesized by a UV-initiated emulsion polymerization from methyl methacrylate (MMA) and hexafluorobutly methacrylate (HFMA) in the presence of 2-hydroxy-4-(2-hydroxyethoxy)-2-methyl-propiophenone (Irgacure 2959) as a hydrophilic photoinitiator at room temperature. The latex and films were characterized by Fourier transformed infrared (FT-IR) spectrometry, nuclear magnetic resonance (¹H-NMR, ¹⁹F-NMR) spectrometry, transmission electron microscopy (TEM), recycling gel permeation chromatography (GPC), dynamic light scattering (DLS), and contact angle (CA) analysis, respectively. The effects of photoinitiator and emulsifier concentration on the polymerization were discussed. Compared to the corresponding thermal polymerization, UV-initiated polymerization of the MMA/HFMA emulsion could be accomplished at a much higher speed. The polymerization conversion in UV-initiated polymerization reached 95% within 10 min at an emulsifier concentration of 0.6 wt%, photoinitiator concentration of 0.4 wt%, and monomer concentration of 10 wt%.     

Highly efficient alginate-based macromolecular photoinitiator for crosslinking and toughening gelatin hydrogels

Constructing gelatin hydrogels through photopolymerization is getting increasingly attractive due to their excellent biocompatibility and unparalleled flexibility in fabricating complex structures. In this study, an alginate-based macromolecular photoinitiator (Alg-2959) is synthesized by grafting Irgacure2959, a widely used hydrophilic small molecular photoinitiator, onto the framework of alginate. The characterization of Alg-2959 is carried out by ¹H nuclear magnetic resonance (¹HNMR), Fourier infrared spectroscopic (FTIR), Thermogravimetric analysis (TGA), and UV–Vis absorption spectrum. It is shown that Alg-2959 can induce the polymerization of acrylate monomer poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA400) and glycidyl methacrylate modified gelatin (Gel-GM) with similar initiation efficiency as Irgacure2959. Compared with the pure hydrogels prepared using Irgacure2959, the hybrid hydrogels containing Alg-2959 can be further crosslinked by Ca²⁺ to form the double-network hydrogels, which exhibit enhanced toughness and elasticity. In addition, due to the introduction of alginate, the migration stability of Alg-2959 in the hydrogel networks is significantly improved compared with Irgacure2959. These results indicate the great potential of Alg-2959 in preparing biocompatible and resilient photopolymers.     

Synthesis and characterization of a novel water-soluble mid-chain macrophotoinitiator of polyacrylamide by Ce(IV)/HNO3 redox system

A new water-soluble mid-chain macrophotoinitiator of polyacrylamide (PAAm) has been synthesized by redox polymerization. The polymerization of acrylamide (AAm) initiated by dihydroxy functional photoinitiator namely, 2-hydroxy-1-[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]-2-methyl propan-1-one (HE-HMPP), Irgacure 2959, in combination with cerium(IV) ammonium nitrate has been investigated in aqueous nitric acid. The effects of HE-HMPP, AAm, and Ce(IV) concentrations on the polymerization rate were investigated. The photodegradation and IR, ¹H NMR, UV, and fluorescence spectroscopic studies revealed that polyacrylamide with desired photoinitiator functionality in the middle of the chain were obtained. This prepolymer was used in photoinduced free radical polymerization of methyl methacrylate (MMA) to produce PAAm-PMMA block copolymer.     

大分子二苯甲酮光引发剂的合成及性能研究

合成了两种大分子光引发剂PPI 1和PPI 2,紫外吸收行为均与4-BP相似,摩尔消光系数比4-BP高,且光解速率快。在不加助引发剂EDAB条件下引发单体HDDA聚合效率良好,对比PPI 1和PPI 2,随着吸光基团官能度（分子量）增大,聚合速率增加、最终转化率增高。将各自诱导单体PEGDA聚合的固化膜,在二氯甲烷溶液中浸泡5天后,PPI 1的萃取量是4-BP的44.5%,PPI 2的萃取量是4-BP的40%,说明PPI 1和PPI 2都是引发效率良好的低迁移光引发剂。