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光引發(fā)劑與光固化劑區(qū)別有哪些?

admin 286 0

讓我們先了解一下什么是引發(fā)劑,什么是固化劑。

‘’引發(fā)‘’有二個基本含義

光引發(fā)劑與光固化劑區(qū)別有哪些?-第1張圖片-贊晨新材料

一是觸發(fā)的意思 比如:天象表演引發(fā)了大家對天文學(xué)的濃厚興趣。

二是化學(xué)術(shù)語 指的是一個化學(xué)反映過程:在聚合反映或鏈?zhǔn)椒从持惺狗从撤肿訑嗔讯a(chǎn)生自由基的過程。

那么引發(fā)劑就是觸發(fā)這個反映過程的一種介質(zhì)。具體解釋為:某個化學(xué)反映過程要在特定的環(huán)境條件中進(jìn)行。在反映過程中,有些條件不易達(dá)到,那么就需要通過一些副反應(yīng)達(dá)到可以使反應(yīng)正常發(fā)生的狀態(tài),從而觸發(fā)主反應(yīng)。參于副反應(yīng)的反應(yīng)物就是引發(fā)劑。

那么固化劑是什么呢?

固化劑又名硬化劑,熟化劑或變定劑。是一類增進(jìn)或控制固化反映的物質(zhì)單體或混合物。樹脂固化是通過縮合,閉環(huán),加成或催化等化學(xué)反應(yīng)過程,通過添加固化劑交聯(lián)來完成的。

接下來我們就比較好了解光引發(fā)劑和光固化劑。

光引發(fā)劑又稱光敏劑或光固化劑。

外文名為:photoinitiator

在光固化體系中,包括UV膠,UV涂料,UV油墨等,接受或吸收外界能量后本身發(fā)生化學(xué)變化,分解為自由基或陽離子,從而引發(fā)聚合反應(yīng)。凡經(jīng)光照能產(chǎn)生自由基并進(jìn)一步引發(fā)聚合的物質(zhì)統(tǒng)稱光引發(fā)劑。

光引發(fā)劑是光固化膠黏劑的重要組分之一,它對固化速率起著決定性作用。光引發(fā)劑受紫外光照射后,吸收光的能量,分裂成2個活性自由基,引發(fā)光敏樹脂和活性稀釋劑發(fā)生連鎖聚合,使膠黏劑交聯(lián)固化,其特點是快速、環(huán)保、節(jié)能。其工作原理簡單概括為:引發(fā)劑分子在紫外光區(qū)(250~400 nm)或可見光區(qū)(400~800 nm)有一定吸光能力,在直接或間接吸收光能后,引發(fā)劑分子從基態(tài)躍遷到激發(fā)單線態(tài),經(jīng)系間竄躍至激發(fā)三線態(tài);在激發(fā)單線態(tài)或三線態(tài)經(jīng)歷單分子或雙分子化學(xué)作用后,產(chǎn)生能夠引發(fā)單體聚合的活性碎片,這些活性碎片可以是自由基、陽離子、陰離子等。

綜上斦述,我們可以得出結(jié)論:光固化是一個工藝體系,包括UV膠,UV涂料,UV油墨等。光引發(fā)劑是光固化膠粘劑體系中的重要組成部分;而光固化劑就是光引發(fā)劑的別名,說的是同一屬性的能經(jīng)光照產(chǎn)生自由基并能進(jìn)入步引發(fā)聚合的物質(zhì)。

光引發(fā)劑:

1.又稱光敏劑或光固化劑,是一類能在紫外光區(qū)(250~420nm)或可見光區(qū)(400~800nm)吸收一定波長的能量,產(chǎn)生自由基、陽離子等,從而引發(fā)單體聚合交聯(lián)固化的化合物。

2.在光固化體系中,包括UV膠,UV涂料,UV油墨等,接受或吸收外界能量后本身發(fā)生化學(xué)變化,分解為自由基或陽離子,從而引發(fā)聚合反應(yīng)。

3.凡經(jīng)光照能產(chǎn)生自由基并進(jìn)一步引發(fā)聚合的物質(zhì)統(tǒng)稱光引發(fā)劑。[2]一些單體經(jīng)光照后,吸收光子形成激發(fā)態(tài)M*:M+hv→M*;激發(fā)了的活性分子經(jīng)均裂產(chǎn)生自由基:M*→R·+R′·,進(jìn)而引發(fā)單體聚合,生成高分子。

4.光引發(fā)劑受紫外光照射后,吸收光的能量,分裂成2個活性自由基,引發(fā)光敏樹脂和活性稀釋劑發(fā)生連鎖聚合,使膠黏劑交聯(lián)固化,其特點是快速、環(huán)保、節(jié)能。

光引發(fā)劑分類:光引發(fā)劑按光解機理分為自由基聚合光引發(fā)劑和陽離子聚合光引發(fā)劑兩大類,又以自由基型光引發(fā)劑最為廣泛。自由基型光引發(fā)劑按產(chǎn)生自由基的作用機理可分為裂解型光引發(fā)劑和奪氫型光引發(fā)劑。按結(jié)構(gòu)特點光引發(fā)劑可分為以下幾類:

1、苯偶姻及衍生物(安息香、安息香雙甲醚、安息香乙醚、安息香異丙醚、安息香丁醚)。

2、苯偶酰類(二苯基乙酮、α,α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮)。

3、烷基苯酮類(α,α-二乙氧基苯乙酮、α-羥烷基苯酮、α-胺烷基苯酮)。

4、?;籽趸?芳酰基膦氧化物、雙苯甲?;交趸?。

5、二苯甲酮類(二苯甲酮、2,4-二羥基二苯甲酮、米蚩酮)。

6、硫雜蒽酮類(硫代丙氧基硫雜蒽酮、異丙基硫雜蒽酮)。

陽離子型光引發(fā)劑也是重要的光引發(fā)劑,包括二芳基碘鎓鹽、三芳基碘鎓鹽、烷基碘鎓鹽、異丙苯茂鐵六氟磷酸鹽等。

光引發(fā)劑特點:

理想的光引發(fā)劑應(yīng)具有以下優(yōu)點:

(1)廉價,合成簡單;

(2)光引發(fā)劑及其光裂解產(chǎn)物應(yīng)無毒無味;

(3)穩(wěn)定性好,便于長時間儲存;

(4)光引發(fā)劑的吸收光譜須與輻射光源的發(fā)射譜帶相匹配,且具有較高的摩爾消光系數(shù);

(5)由于大多數(shù)光引發(fā)劑分子吸收光能后躍遷至激發(fā)單線態(tài),經(jīng)系間竄躍到激發(fā)三線態(tài),因此,引發(fā)劑的系間竄躍效率要高;

(6)較高的引發(fā)效率。

選用原則:

1.根據(jù)預(yù)聚體和單體的類型選用活性適當(dāng)?shù)墓庖l(fā)劑

2.具有良好的溶解性和反應(yīng)活性,用量少,引發(fā)效率高。

3.要有一定的熱穩(wěn)定性,在85℃以下不分解,應(yīng)有長時間的儲存穩(wěn)定性

4. 最好是幾種光引發(fā)劑復(fù)合使用,在不同的波長范圍都能引發(fā)固化,比單一光引發(fā)劑固化速度快。

5. 光引發(fā)劑與胺促進(jìn)劑EDAB配合使用。

6.氣味小、無毒害、無環(huán)境污染。

7. 價廉易得,成本較低。

發(fā)展:光引發(fā)劑的發(fā)展方向的重點是混雜型、可見光型、水基型、大分子型等,以及采用雙重固化方式,受到錦上添花效果。

1、自由基-陽離子混雜光引發(fā)劑

自由基研發(fā)體系固化速度快,但收縮較大。而陽離子光固化時體積收縮小、粘接力強,固化過程不被氧氣阻聚,反應(yīng)不易終止,“后固化”能力強,適于厚膜的光固化,但固化速度慢。綜合二者的優(yōu)點,將自由基與陽離子光引發(fā)劑配成混雜體系,既可自由基聚合游客發(fā)生陽離子聚合,可以揚長避短,具有協(xié)同效應(yīng)。兩種以上的光引發(fā)劑配伍使用,更能獲得令人滿意的效果。

2、可見光引發(fā)劑

氟化二苯基鈦茂(Irgacure 784)和雙(五氟苯基)鈦茂具有突出的光引發(fā)活性、儲存穩(wěn)定性和低毒性,其吸收波長已延伸至500nm,在可見光區(qū)有較大的吸收,用于丙烯酸酯的可見光引發(fā)聚合固化特別有效。又因鈦茂光照下的光漂白效應(yīng),膠膜變黃指數(shù)小;且深度固化好,利于厚膜的徹底固化。氟化二苯基鈦茂光引發(fā)劑活性哼,在丙烯酸酯體系中,0.2%用量的光引發(fā)效率比2%Irgacure651高2~6倍。

3、水性光引發(fā)劑(WSP)

在普通光引發(fā)劑中引入銨鹽或磺酸鹽官能團(tuán),使之與水相溶,制成水性光引發(fā)劑。主要類型為芳酮類,包括二苯酮衍生物、硫雜蒽酮衍生物、烷基芳酮衍生物、苯偶酰衍生物等。

4、大分子光引發(fā)劑

將普通的光引發(fā)劑引入大分子鏈上,便成為大分子光引發(fā)劑,其與樹脂相容性好,固化后不遷移、不易揮發(fā),減小了氣味。大分子光引發(fā)劑可分為側(cè)鏈裂解型、主鏈裂解型、側(cè)鏈奪氫型和主鏈奪氫型4類,側(cè)鏈裂解型大分子光引發(fā)劑是目前較為成功的一類。

5、雙重固化

即是光固化與其他固化方式的結(jié)合,相得益彰,優(yōu)勢凸顯,具有低溫快速固化性、出色的穩(wěn)定性,可避免分離未固化,得到力學(xué)性能優(yōu)良和尺寸穩(wěn)定的固化物。發(fā)展光固化與另外固化方式共用的雙重固化體系,對于克服光固化膠黏劑的弱點,卓有成效,擴大了應(yīng)用范圍,提高了競爭能力。其他固化方式熱固化、濕氣固化、氧化固化、厭氧固化等。

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