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活性稀释剂的常见分类方式
发布时间：
2024-08-28 23:03
活性稀释剂，也称为单体或功能性单体或反应性溶剂，是一种在化学和涂料工业中广泛应用的特殊化合物。活性稀释剂主要是指含有可聚合官能团的有机小分子，通常包括环氧基团、丙烯酸酯基团等，这些官能团能够参与固化反应，成为固化物网络结构的一部分。它们既能溶解或分散成膜物质，又能在涂料成膜过程中参与成膜反应，形成不挥发组分而留在涂膜中。活性稀释剂不仅能降低体系的粘度，改善施工性能，还能在固化过程中参与反应，从而保持或提升固化产物的性能。
活性稀释剂的常见类型主要可以从官能团种类、官能度以及固化机理等角度进行分类。
一、按官能团种类分类
1、丙烯酸酯类：
这类活性稀释剂主要含有丙烯酸酯基团，如甲基丙烯酸-β-羟乙酯（HEMA）、丙烯酸异癸酯（IDA）、三乙二醇二甲基丙烯酸酯（TEGDMA）等。它们能够参与自由基聚合反应，在光、热或引发剂作用下迅速固化，具有高反应活性、良好的稀释效果和优异的成膜性能。
2、环氧类：
环氧活性稀释剂主要含有环氧基团，如丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚等。环氧基团能够与多种固化剂（如胺类、酸酐等）反应，形成高度交联的固化物。
3、乙烯基醚类：
这类活性稀释剂含有乙烯基醚基团（如-OCH=CH2），它们既可参与自由基聚合，也可进行阳离子聚合，具有较广的适应性。固化的速度比较快，适用于快速成型和修复等领域。
4、其他类：
如矿物油系、醇类、酮类、苯类等活性稀释剂，它们根据各自的特性在特定领域中得到应用。
二、按官能度分类
1、单官能团活性稀释剂：
每个分子中仅含有一个可参与固化反应的基团，如甲基丙烯酸-β-羟乙酯（HEMA）、丙烯酸异癸酯（IDA）等。它们具有体积收缩率低、转化率高、稀释能力强、粘度低等优点，但由于只有一个反应基团，UV固化速率相对较低，挥发性较大，交联密度也相对较低。适用于需要低粘度、良好稀释效果和较低交联密度的场合。而在某些特定应用中，如需要控制体积收缩或保持较高转化率的场合，单官能团活性稀释剂也是理想的选择。
2、双官能团活性稀释剂：
每个分子中含有两个可参与固化反应的基团，如三缩丙二醇二丙烯酸酯（TPGDA）、二缩丙二醇二丙烯酸酯（DPGDA）、1,6-己二醇二丙烯酸酯（HDDA）等。与单官能团活性稀释剂相比，双官能团活性稀释剂的UV固化速率更快，交联密度更高，固化产物的物理机械性能和耐热性能更好。广泛应用于光固化涂料、油墨、胶黏剂等领域。特别适合需要快速固化、高交联密度和优异物理性能的场合。
3、多官能团活性稀释剂：
每个分子中含有三个或三个以上可参与固化反应的基团。这类稀释剂能够赋予固化物更高的交联度和更好的性能，但使用时需要注意控制加入量以避免过度交联导致的问题。在需要极高交联密度和优异性能的场合中使用，如高性能涂料、复合材料等。由于其高反应性，多官能团活性稀释剂也常用于制备快速固化的光固化材料。
三、按固化机理分类
1、自由基型活性稀释剂：
这类稀释剂主要含有能够参与自由基聚合反应的基团，如（甲基）丙烯酸酯基团。在光引发剂或热引发剂的作用下，这些基团能够产生自由基并引发聚合反应，形成高分子网络结构。自由基聚合反应通常具有较快的反应速率和较高的转化率。自由基型活性稀释剂在光固化涂料、油墨、胶黏剂等领域中得到广泛应用。它们能够赋予固化产物良好的硬度、耐磨性、耐化学性和光泽度。
2、阳离子型活性稀释剂：
这类稀释剂主要含有能够参与阳离子聚合反应的基团，如环氧基团。阳离子聚合反应通常需要在酸性或碱性催化剂的存在下进行，且反应速率相对较慢但可控性较好。固化产物具有较高的交联密度和优异的耐热性、耐化学性和机械性能。阳离子型活性稀释剂在需要高温固化或特殊固化条件的体系中具有优势。它们常用于制备高性能涂料、复合材料、电子封装材料等。
四、总结
活性稀释剂在涂料、胶黏剂、树脂等工业生产和科研领域中发挥着重要作用，其独特之处在于它们在这其中具有多重作用，不仅能够在加工过程中降低材料的粘度，提高施工性能，还能够在后续的固化过程中成为最终产品的一部分，从而增强产品的性能。
在设计涂料配方时，选择合适的活性稀释剂至关重要。需要考虑性能要求（如粘度、固化速率、附着力等）、基材的性质以及施工条件等。通常，需要根据实际情况选择不同种类活性稀释剂进行使用，以获得最佳的性能。
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