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。     

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.     

一种新型二苯甲酮类光引发剂的合成及其性能研究

本文先以4-甲基二苯甲酮合成4-(溴甲基)二苯甲酮,然后用4-羟基二苯甲酮和4-(溴甲基)二苯甲酮为原材料合成了一种含二苯甲酮结构的新型光引发剂(MBPBP)。通过核磁共振氢谱图确定了其结构;利用紫外吸收谱图研究了其紫外吸收和光降解性能;最后通过RT-FTIR分析了光引发剂浓度、光照强度和反应单体对光聚合反应的影响。结果表明,MBPBP的摩尔消光系数约为二苯甲酮的1.5倍,吸收范围大大增加,延伸到300nm,吸光效率获得大幅提高,光引发活性远大于传统的二苯甲酮,是一种高效光引发剂。     

水性可聚合二苯甲酮光引发剂的简便合成

以甲基丙烯酸-N,N-二甲基氨基乙酯为亲核试剂,分别与4-溴甲基二苯甲酮和4,4’-二(溴甲基)二苯甲酮在20℃下反应,并过简单的过滤,得到了两种水性可聚合二苯甲酮类光引发剂:4-[N-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)二甲基溴化铵甲基]二苯甲酮(收率79.2%)和4,4’-双[N-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)二甲基溴化铵甲基]二苯甲酮(收率79.7%)。产物用NMR、IR和元素分析进行了表征。     

具有光引发活性ATRP引发剂的选择性合成

4-甲基二苯甲酮在HBr/H2O2/光照体系中完成溴化合成了具有光引发活性的原子转移自由基聚合(ATRP)引发剂 --4-溴甲基二苯甲酮(产率88%)和4-二溴甲基二苯甲酮(产率96%),其结构经NMR和IR表征.     

基于α-羟烷基苯酮(HAPK)可聚合大分子光引发剂的合成及其引发三丙二醇双丙烯酸酯(TPGDA)光聚合动力学的研究

以α-羟烷基苯酮(HAPK)、甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)、聚乙二醇600(PEG600)和丙烯酸-β-羟乙酯(HEA)为原料,通过3步反应,合成了一种可聚合大分子光引发剂:HAPK-TDI-PEG600-TDI-HEA(HTPTH).用IR对反应过程进行了监测.通过Photo-DSC研究了HTPTH引发三丙二醇双丙烯酸酯(TPG-DA)光聚合动力学,考察了光强、引发剂浓度对TPGDA光聚合动力学的影响.结果表明,随着引发剂浓度和光强的增大,最大反应速率对应的转化率、单体最终转化率、最大反应速率都增大,达到最大反应速率所需的时间减小.     

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.     

含氟光引发剂的合成及其性能研究

以2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮(Irgacure 2959)和全氟辛酰氯(PFOC)为原料合成了光引发剂全氟辛酸-2-[4-(2-羟基-2-甲基丙酰)苯氧基]乙酯(2959-F),利用红外光谱(FT-IR)和核磁共振(¹⁹F NMR)对2959-F进行了结构表征;通过紫外吸收光谱测定了2959-F的紫外吸收谱;通过实时红外光谱(RT-IR)对合成的含氟光引发剂进行了光聚合反应动力学研究,考察了光强和引发剂浓度对单体的双键转化率和聚合速率影响,并研究了光引发剂2959-F的抗氧阻聚性能.结果表明:随着光强的增大,单体的双键转化率和聚合速率增加;在一定范围内,引发剂的浓度越高,双键转化率越高,聚合速率越快.2959-F具有较高的双键转化率和较快的聚合速率,并且具有较好的抗氧阻聚性.     

含二苯甲酮基的有机硅光引发体系

在UV照射下,用含巯基的有机硅化合物与聚甲基乙烯基硅氧烷加成硫化虽有专利报道,但该反应体系是以二苯甲酮类化合物作为光敏剂。当我们进行这方面研究时,发现二苯甲酮与有机硅氧烷预聚物相容性差,从而影响光加成反应的速度。为了改善光敏剂与有机硅预聚物的相容性,本文合成了具二苯甲酮基团的环状有机硅氧烷及其高聚物作为光敏剂。     

二苯酮-可聚合胺引发1,6-己二醇二丙烯酸酯的光聚合研究

以UV-Vis分光光度计法和Photo-DSC法分别研究了合成的3种可聚合胺类助引发剂DMPDA、EGDPM、EGMPM与二苯甲酮(BP)组成的引发体系的光化学初级过程及引发1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)的紫外光聚合动力学.考察了助引发剂胺的含量对BP的光化学初级过程和对引发HDDA光聚合动力学的影响,以及光强和温度对聚合动力学的影响.结果表明,随着胺含量的增加,BP的光化学初级反应速率增加,从而使体系的聚合反应速率增加.随着温度和光强的增加,单体最终转化率、最大反应速率增大,达到最大反应速率所需的时间减小.     

侧链中含二苯甲酮基的聚硅氧烷的合成与结构表征

在相转移催化剂四乙基溴化铵作用下,利用2,4-二羟基二苯甲酮与烯丙基缩水甘油醚在碱性水溶液中的开环加成反应,合成了中间体4-(β-羟基-γ-烯丙氧)丙氧基-2-羟基二苯甲酮(MUV-0),将其进-步与聚甲基氢硅氧烷进行硅氢化加成反应。合成了侧链中含二苯甲酮基的聚有机硅氧烷。用元素分析、红外光谱、紫外光谱和核磁共振等仪器对中间体以及目标聚硅氧烷的结构进行了表征和测定。结果表明：中间体和聚硅氧烷在紫外光区均具有二苯甲酮衍生物特有的三条吸收谱带,对波长240～400nm的紫外光有良好的吸收作用。     

巯甲基二苯甲酮的合成

以NaI为催化剂,以4-溴甲基二苯甲酮或4,4’-二(溴甲基)二苯甲酮为原料,采用硫脲法合成了4-巯甲基二苯甲酮(新化合物,产率75%)或4,4’-二(巯甲基)二苯甲酮(产率83%),其结构经1H NMR,13C NMR,IR和元素分析表征。     

Modeling the Effect of Oxygen on Photopolymerization Kinetics

Summary: A comprehensive one‐dimensional photopolymerization model was utilized to investigate the effect of oxygen on the free‐radical photopolymerization kinetics. The spatial profiling aspect of the model provided insight into the heterogeneity of the cure kinetics due to oxygen inhibition, specifically the variance in the concentration profile of monomer and oxygen. Double bond conversion was negligible for the top ten microns of the film due to continuous oxygen diffusion, and increased with increasing depth. Similarly, the oxygen concentration decreased with increasing depth due to the competition between oxygen diffusion time and the polymerization rate. The effect of initiation rate on the extent of oxygen inhibition was investigated for various oxygen concentrations. As the initiation rate increased, the polymerization rate increased, and eventually approached that of a sample in an inert environment. Similarly, as the oxygen concentration was decreased, the polymerization rate increased. The effect of varying the initiation rate on the cure profile in the oxygen‐exposed film was also studied. It was found that the unpolymerized tacky layer decreased from 50 µm to 5 µm with a 3 order of magnitude increase in initiation rate. Using the pseudo steady state approximation, the relationship between polymerization rate and initiation rate was derived for films in an oxygen environment. A direct relationship between the polymerization and initiation rate was found for films in air. The polymerization model supported this derivation and found that as the oxygen concentration was decreased, the dependence on initiation rate, or alpha, decreased, reaching the accepted value of 0.5 for alpha in inert environments.

Double bond conversion versus film depth and cure time.     

二芳酮-可聚合胺紫外光引发1,6-己二醇二丙烯酸酯聚合的动力学研究

用Photo-DSC(光差热扫描)研究了一种可聚合胺助引发剂乙二醇-3-吗啡啉丙酸酯甲基丙烯酸酯(EGMPM)分别与二苯甲酮(BP)、4-(4-甲苯硫基苯基)苯基甲酮(BMS)、4-氯二苯甲酮(CBP)、4-氯甲基二苯甲酮(CMBP)、4-羟甲基二苯甲酮(HMBP)等二芳酮组成的光引发体系引发以1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)为单体的紫外光聚合动力学.考察二芳酮质量分数、聚合温度、光照强度对其光聚合动力学影响,并评价其引发效果;同时计算出了EGMPM/BP引发HDDA聚合体系的活化能.结果表明,二芳酮的质量分数增加时,反应达到最大反应速率的时间减少,单体的转化率也相应增加,单体聚合速率相应增大;相同质量分数(0.1%)的不同二芳酮,BMS体系达到最大反应速率的时间最短,单体转化率也最高;随着温度和光强的增加,单体最终转化率、最大反应速率增大,达到最大反应速率所需的时间减少.     

Synthesis and photoinitiating behavior of hyperbranched polymeric photoinitiators bearing coinitiator amine

A series of benzophenone (BP)‐terminated hyperbranched polyester (BoltornTM P1000), bearing amine moieties as synergists by reacting with piperidine, were synthesized as yellowish liquids with low viscosity, and used as polymeric photoinitiators (HPPIs). For comparison, acrylate groups were introduced to the terminals of hyperbranched polyester for obtaining a polymerizable photoinitiator. The chemical structures were characterized by FTIR and ¹H NMR spectroscopy. HPPIs and BP exhibited the similar absorptions by UV–vis spectroscopy. The photoinitiating behavior of HPPIs with trimethylolpropane triacrylate (TMPTA) as a trifunctional monomer was investigated by using photo‐DSC analysis. The results indicated that the maximum photopolymerization rate and unsaturation conversion of TMPTA initiated by HPPIs were both lower than that by BP. Among them, the HPPI with double tertiary amine moiety of BP moiety was found to be the most efficient photoinitiator. Additionally, the films cured with bisphenol A epoxy acrylate EB605 initiated by HPPIs were uniform and possessed high T_g from DMTA. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

丙烯酸酯/液晶复合体系的光聚合动力学

采用光差示扫描量热分析,研究了以2, 4, 6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)为光引发剂、丙烯酸异辛酯(EHA)和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTA)为单体、液晶为P0616A的丙烯酸酯/液晶复合体系在-40~80℃的光聚合动力学。研究表明：丙烯酸酯/液晶复合体系光聚合的自动加速现象非常显著,聚合反应速率和表观动力学常数在聚合过程中均存在最大值。随着反应温度的提高,体系的最终转化率、最大聚合反应速率(Rpmax)均明显提高,当反应温度高于20℃后,其增长均趋于平缓。随着体系中液晶含量的增加,体系的Rpmax呈下降趋势,体系的聚合反应转化率随时间的增长速率较慢,但是最终转化率差别不大,均接近80%。随着UV光强的增高,体系的Rpmax和最终转化率均明显提高, 体系的阈值光强约为4 mw/cm2。而随着体系平均官能度的增加,体系的Rpmax和最终转化率则呈下降的趋势。