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阳离子光引发剂的典型代表
发布时间：
2024-08-08 23:26
阳离子光引发剂是一类在光照条件下能够发生光化学反应，产生具有阳离子聚合活性的物质，从而引发特定单体或低聚物进行阳离子聚合的光敏化合物。阳离子光引发剂在光照下被激活，分子从基态跃迁到激发态。激发态的分子发生一系列分解反应，这些反应可能包括均裂、异裂等过程，最终产生具有引发活性的物种。分解反应的结果之一是产生超强质子酸或路易斯酸，这些酸作为阳离子聚合的活性种。超强酸或路易斯酸与待聚合的单体或低聚物相互作用，引发其进行阳离子聚合反应，形成高分子材料。
阳离子光引发剂在光固化技术中扮演着关键角色，其种类繁多，根据化学结构和性质的不同，可以主要分为鎓盐类、金属有机物类和有机硅烷类。在这三类中，碘鎓盐、硫鎓盐和铁芳烃是最具代表性的光引发剂。
一、鎓盐类
鎓盐类阳离子光引发剂是应用最为广泛的一类，主要包括二芳基碘鎓盐和三芳基硫鎓盐等。
1、二芳基碘鎓盐
在光照条件下，二芳基碘鎓盐能够发生光解反应。这一反应过程复杂，涉及均裂和异裂两种机制。光解反应的结果是产生超强质子酸和活性自由基。超强质子酸作为阳离子聚合的活性种，能够引发环氧化合物、乙烯基醚、内酯、缩醛、环醚等单体的阳离子聚合反应。同时，产生的活性自由基也能引发自由基聚合反应。因此，二芳基碘鎓盐在光照下能够同时引发阳离子聚合和自由基聚合，这种双重引发机制使得它在光固化领域具有广泛的应用前景。
2、三芳基硫鎓盐
三芳基硫鎓盐：如Uyracure-160（4-(苯硫基)苯基二苯基硫鎓六氟磷酸盐），具有良好的热稳定性和光引发活性。即使在高温下也不会轻易分解，与单体混合加热也不会引发聚合，因此体系的贮存稳定性极佳。
三芳基硫鎓盐是含有硫原子并与三个芳环部分相连的阳离子盐类化合物。在分子结构中，硫原子作为中心原子，与三个芳基（通常为苯环或取代苯环）通过共价键相连，形成正电荷中心，同时与一个阴离子结合，以保持电中性。三芳基硫鎓盐在光照下表现出优异的光引发活性，它们能够吸收光能并转化为化学能，进而引发单体分子的聚合反应。
二、金属有机物类
金属有机物类阳离子光引发剂中，铁芳烃盐是最具代表性的类型之一，其中η6-异丙苯茂铁(II)六氟磷酸盐（Irgacure 261）更是这一类别中的典型代表。
Irgacure 261的光反应活性非常高，这使得它在光固化过程中能够迅速吸收光能并转化为化学能，从而有效引发聚合反应。其高活性源于铁芳烃结构的特殊性质，该结构在光照下能够发生分解，产生具有引发能力的活性种。并且Irgacure 261的消光系数可达10³数量级以上，这表明它在紫外光区具有极强的吸光能力。
三、有机硅烷类
有机硅烷类阳离子光引发剂如三芳基硅氧醚等，虽然不如鎓盐类和金属有机物类光引发剂应用广泛，但也在某些特定领域发挥着重要作用。
1、硅元素
硅元素作为有机硅烷类光引发剂的核心，通过与氧原子、碳原子等形成稳定的化学键，为这些化合物提供了优异的物理和化学性质。硅原子的引入不仅增强了化合物的热稳定性和化学稳定性，还改善了它们在多种介质中的溶解性和分散性。这些特性使得有机硅烷类光引发剂能够在更广泛的条件下使用，包括高温、高湿或腐蚀性环境。
2、特定官能团
磺酰氧基、硅氧醚等特定官能团在有机硅烷类光引发剂中起着至关重要的作用。这些官能团不仅决定了化合物在光照下的反应活性，还影响了生成的活性种类型和数量。
磺酰氧基：磺酰氧基是一种强吸电子基团，它的存在使得相邻的碳原子或硅原子上的电子云密度降低，从而增强了该位置对光子的吸收能力。在光照下，磺酰氧基可以发生光解反应，生成具有引发活性的自由基或离子，进而引发聚合反应。
硅氧醚：硅氧醚键具有较高的键能，使得整个分子结构更加稳定。同时，硅氧醚的存在还可能影响分子的极性和空间构型，进而影响其与其他分子的相互作用和反应活性。在某些情况下，硅氧醚键本身也可能参与光解反应，生成具有特殊性质的活性种。
总结
阳离子光引发剂的种类繁多、性能各异，为不同领域和具体应用的多样化需求提供了丰富的选择。在选择阳离子光引发剂时，需要根据具体的应用需求和条件进行综合考虑，以确保达到最佳的固化效果和产品质量。
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