二苯甲酮衍生物光引发剂的合成及其光聚合性能研究

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1、摘要二苯甲酮衍生物光引发剂的合成及其光聚合性能研究由于其良好的表面固化性能、溶解性和在胺存在下能引发(甲基)丙烯酸酯自由基聚合，二苯甲酮是目前应用最广泛的低分子量光引发剂之一。单官能光引发剂由于其分子量较低，在光固化过程中产生的光解产物以及光固化后还未分解的引发剂分子会从固化后的产品中迁移到表面并挥发到大气中，这类挥发物的气味及对健康的危害限制了其在生物材料及食品和药品包装材料上的应用。一条有效的解决这一问题的途径是发展双官能度二苯甲酮衍生物光引发剂。双官能度光引发剂和传统的单官能光引发剂相比有如下优点：有较大的分子量，能够降低引发剂分子及其

2、光解产物从固化产品中的迁移，根据引发剂的紫外吸收波长，在一定程度上可以合成出固化速度更快的光引发剂；在同一光引发剂分子中同时引入二苯甲酮和三级胺，这样，在反应中，二苯甲酮部分就能通过胺衍生物自由基连接到丙烯酸酯分子上，使二苯甲酮衍生出一种有着低气味，好的溶解性和低迁移性的光引发剂。本文合成并研究了三种光引发剂。1)、以甲苯．2，4．二异氰酸酯(TDI)和对苯二酚(HQ)为载体连接4．甲基二苯甲酮(HMBP)，合成了分子量较高的双官能度二苯甲酮光引发剂HMBP．TDI．HQ．TDI．HMBP(HTHTH)。2)、以4．羟基二苯甲酮(HBP)、甲

3、苯．2，4．二异氰酸酯(TDI)、4，4’．二羟基二苯甲酮(DHBP)北京化_T人学硕上学位论文为原料，通过两步反应，合成了另外一种高分子量二苯甲酮光引发剂HBP．TDI—DHBP．TDI．HBP(HTDTH)。3)、以4．羟基二苯甲酮(HBP)、甲苯．2，4．二异氰酸酯(TDI)、二甲基乙醇胺(DMEA)为原料，经过两步反应，合成了主链上带有助引发剂胺的二苯甲酮光引发剂HBP．TDI．DMEA(HTD)。使用傅立叶红外光谱仪和核磁共振仪对相应产物进行了表征；使用紫外吸收光谱对产物的吸光特性进行了探索；同时使用实时傅立叶变换红外光谱仪(RT-

4、FTIR)对其进行了光聚合动力学研究。结果表明，合成的三种大分子量二苯甲酮衍生物光引发剂与二苯甲酮相比：①，吸光效率高，聚合反应速率快，转化率高。在一定程度上，转化率和速率随着引发剂浓度增加，胺浓度、光强的增加而增加。光聚合体系中，单体结构对聚合反应动力学有着显著的影响。②，对于主链上不带胺的引发剂，添加的助引发剂胺的结构不同，对光引发剂的贡献不同。③，主链上带胺的引发剂，紫外吸收波长与BP相比，有着较大的红移，萃取研究表明，同等条件下，萃取出来的带胺引发剂的量远小于BP。这一方法为合成低迁移光引发剂提供了一条途径。关键词：光引发剂；实时红外

5、；动力学；光聚合ⅡABSTRACTSYNTHESISANDPHOToPoLYMERIZATIONl(INETICSoFBENZOPHENONEDERIV觚IVEPHoToINITIATORSABSTRACTBeIlzophenoneisbyf打oneofthemostwidelyusedconventionallowmolecularweightphotoinitiatorsforUV-curingcoatingsasithasgoodsurfacecuring，solubilityandbeenshowntoinitiate舭eradica

6、lp01ymerizationof(meth)ac巧licsystemsef．fectiVelyinthepresenceofamines．ConVemionallowm01ecularweightphotoinitiatorshavesomedisadVantages．Forexample，benzophenoneisknownfor“srelatiVelystrongodour，yellowingandexc印tionalabilitytomigrateandbeextractedf硒mcuredproducts，itiscleartha

7、tthereisaneedforabellzophenonededVatiVewithoutthesedisadVantages．ThedeVelopmentofdimnctionalphotoinitiatorsispossibletoreducetheriskofmigratebecauseoftheratherhighmolecularweight．Theinco印orationofbothbenzophenonemoietyandtenia拶amineintothes锄em01eculehasobViousadvalltagestha

8、tthebenzophenonemoietyisexpectedtobeattachedwith(meth)ac巧latethrou曲amine—deriVedra