阳离子型光引发剂的分类


阳离子光引发剂是光固化体系中的重要组成部分,它们通过吸收光能并转化为化学能,进而触发一系列反应,促进特定树脂和化合物的聚合过程。阳离子光引发剂在受到紫外光或可见光的照射后,会吸收光能并跃迁到激发态。在激发态下,这些光引发剂会发生光解反应,产生具有极高酸性的物质,即超强质子酸或路易斯酸。这些超强酸随后作为活性中心,引发环氧树脂、乙烯基醚类树脂等低聚物以及活性稀释剂发生阳离子聚合反应。

阳离子光引发剂是一类非常重要的光引发试剂,它们在光固化技术中发挥着关键作用。这类光引发剂主要包括重氮盐、二芳基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐、烷基硫鎓盐、铁芳烃盐、磺酰氧基酮及三芳基硅氧醚等。

一、鎓盐类

1、重氮盐

重氮盐作为阳离子光引发剂的一种,重氮盐的核心结构特征在于其含有的重氮基团,这是其作为光引发剂的关键所在。重氮基团是一个高度不稳定的结构,容易在光照或热激发下发生分解反应。

重氮盐通常具有线形结构,且两个氮原子上的π键是共轭的。这种结构特点使得重氮盐在化学性质上表现出一定的独特性,如易溶于水但不溶于有机溶剂等。

2、二芳基碘鎓盐

二芳基碘鎓盐,如二芳基碘鎓六氟磷酸盐,在阳离子光引发剂中占据着非常重要的地位。这类化合物以其优良的热稳定性和光引发活性而著称,能够同时引发阳离子聚合和自由基聚合,为光固化技术的发展提供了有力支持。

二芳基碘鎓盐的基本结构包含两个芳基基团和一个碘鎓阳离子,通常与六氟磷酸根等阴离子结合形成稳定的盐类。这种结构使得二芳基碘鎓盐在光照下能够发生光解反应,产生具有引发聚合活性的物质。

3、三芳基硫鎓盐

三芳基硫鎓盐,如三芳基硫鎓六氟磷酸盐,作为一类重要的阳离子光引发剂,在光固化技术中展现出了独特的优势。

三芳基硫鎓盐的核心结构由三个芳基基团和一个硫鎓阳离子组成,通常与六氟磷酸根等阴离子结合形成稳定的盐类。硫原子的存在是这类化合物的关键特征之一,它不仅使得正电荷在分子中得到有效分散,还通过其独特的电子效应影响了整个分子的稳定性和反应性。

4、烷基硫鎓盐

烷基硫鎓盐作为一类阳离子光引发剂,虽然其应用不如二芳基和三芳基硫鎓盐广泛,但仍然具有一定的光引发活性,并且可以根据具体需求进行选择。

烷基硫鎓盐的基本结构包含至少一个烷基基团和一个硫鎓阳离子,通常与相应的阴离子结合形成稳定的盐类。与二芳基和三芳基硫鎓盐相比,烷基硫鎓盐中的烷基基团取代了部分或全部芳基基团,从而影响了其物理和化学性质。

二、金属有机物类

铁芳烃盐,如芳基茂铁盐等,作为金属有机物类光引发剂,在光固化技术中展现出独特的性能优势。这类化合物结合了金属元素和芳烃基团的特性,通过光照能够发生分解反应,生成引发聚合的活性种,从而有效地促进光固化反应的进行。

铁芳烃盐的基本结构包括一个铁原子,该铁原子与茂基(通常为环戊二烯基或其衍生物)和至少一个芳烃基团相连。这种特殊的结构使得铁芳烃盐在光照下能够发生复杂的光化学反应,产生具有引发聚合能力的活性种。

三、有机硅烷类

有机硅烷类光引发剂,如磺酰氧基酮及三芳基硅氧醚,是一类含有硅元素和特定官能团的化合物。这些化合物在光照下能够发生独特的化学反应,生成引发聚合的活性种,从而在光固化技术中展现出一定的应用价值。尽管它们不如鎓盐类和金属有机物类光引发剂常用,但在某些特定领域,如需要特殊性能或兼容性的体系中,有机硅烷类光引发剂仍然具有独特的优势。

硅元素:有机硅烷类光引发剂的核心是硅元素,硅原子与氧原子、碳原子等形成稳定的化学键,赋予这些化合物独特的物理和化学性质。

特定官能团:磺酰氧基、硅氧醚等官能团的存在使得这些化合物在光照下能够发生特定的化学反应。这些官能团不仅影响化合物的光反应活性,还决定了其生成的活性种类型和数量。

四、总结

阳离子型光引发剂在光固化领域具有举足轻重的地位。按照其结构特点主要分为鎓盐类、金属有机物类和有机硅烷类三大类。它们种类繁多、性能各异,能够满足不同材料体系和工艺需求下的光固化要求。随着科技的不断进步和光固化技术的日益成熟,阳离子型光引发剂的应用领域还将不断拓展。

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