光(guāng)引發劑[1] (photoinitiator)又(yòu)稱光(guāng)敏劑(photosensitizer)或光(guāng)固化劑(photocuring agent)，是一類能(néng)在紫外光(guāng)區(250～420nm)或可(kě)見光(guāng)區(400～800nm)吸收一定波長的(de)能(néng)量，産生自由基、陽離(lí)子等，從而引發單體聚合交聯固化的(de)化合物(wù)
1概述
凡經光(guāng)照(zhào)能(néng)産生自由基并進一步引發聚合的(de)物(wù)質統稱光(guāng)引發劑。[2] 一些單體經光(guāng)照(zhào)後，吸收光(guāng)子形成激發态M*：M+hv→M*；激發了的(de)活性分(fēn)子經均裂産生自由基：M*→R·+R′·，進而引發單體聚合，生成高(gāo)分(fēn)子。
輻射固化技術(shù)是一項節能(néng)環保新技術(shù)，紫外光(guāng)(UV)和(hé)電子束(EB)、紅外光(guāng)、可(kě)見光(guāng)、激光(guāng)、化學熒光(guāng)等輻射光(guāng)照(zhào)射固化，完全符合“5E”特點：Efficient(高(gāo)效)、Enabling(實用(yòng))、Economical(經濟)、Energy Saving(節能(néng))、Environmental Friendly(環境友(yǒu)好)，因此被譽爲“綠(lǜ)色技術(shù)”。光(guāng)引發劑是光(guāng)固化膠黏劑的(de)重要組分(fēn)之一，它對固化速率起著(zhe)決定性作用(yòng)。光(guāng)引發劑受紫外光(guāng)照(zhào)射後，吸收光(guāng)的(de)能(néng)量，分(fēn)裂成2個(gè)活性自由基，引發光(guāng)敏樹脂和(hé)活性稀釋劑發生連鎖聚合，使膠黏劑交聯固化，其特點是快速、環保、節能(néng)。
2原理(lǐ)引發劑分(fēn)子在紫外光(guāng)區(250~400 nm)或可(kě)見光(guāng)區(400~800 nm)有(yǒu)一定吸光(guāng)能(néng)力，在直接或間接吸收光(guāng)能(néng)後，引發劑分(fēn)子從基态躍遷到(dào)激發單線态，經系間竄躍至激發三線态；在激發單線态或三線态經曆單分(fēn)子或雙分(fēn)子化學作用(yòng)後，産生能(néng)夠引發單體聚合的(de)活性碎片，這些活性碎片可(kě)以是自由基、陽離(lí)子、陰離(lí)子等。按照(zhào)引發機理(lǐ)不同，光(guāng)引發劑可(kě)分(fēn)爲自由基聚合光(guāng)引發劑與陽離(lí)子光(guāng)引發劑，其中以自由基聚合光(guāng)引發劑應用(yòng)最爲廣泛。
3分(fēn)類
光(guāng)引發劑全稱UV固化光(guāng)引發劑，可(kě)分(fēn)爲三類：
1、裂解型引發劑：
它通過吸收強紫外燈光(guāng)發射的(de)紫外量子，從而引發聚合交聯和(hé)接枝反應，使液體幾分(fēn)之一秒内形成固态薄膜，如(rú)1173、184、907、369、1490、1700等。
裂解反應機理(lǐ): 光(guāng)引發劑分(fēn)子吸收光(guāng)能(néng)後 ,由基态變成激發态激發态分(fēn)子發生 Norrish Ⅰ反應 ,羰基和(hé)相(xiàng)鄰碳原子間的(de)共價鍵拉長、 弱化、 斷裂 ,生成初級自由基:
X - Y------(X…Y)·→X·+ Y·
上(shàng)式中 ,生成的(de) 2 個(gè)初級自由基可(kě)以相(xiàng)同 ,也(yě)可(kě)以不同。
2、光(guāng)敏引發劑：通過奪氫反應形成遊離(lí)基，如(rú)BP。
奪氫反應機理(lǐ)
激發态的(de)光(guāng)引發劑分(fēn)子從活性單體、 低分(fēn)子預聚物(wù)等氫原子給予體上(shàng)奪取氫原子 ,使其成爲活性自由基 ,引發聚合反應:
X------- X· -------- XH·+ R·
3、陽離(lí)子光(guāng)引發劑是另一類非常重要的(de)光(guāng)引發劑，包括重氮鹽、二芳基碘鎓鹽、三芳基硫鎓鹽、烷基硫鎓鹽、鐵(tiě)芳烴鹽、磺酰氧基酮及三芳基矽氧醚。它的(de)基本作用(yòng)特點是光(guāng)活化使分(fēn)子到(dào)激發态，分(fēn)子發生系列分(fēn)解反應，最終産生超強質子酸（也(yě)叫布朗斯特酸），作爲陽離(lí)子聚合的(de)活性種而引發環氧化合物(wù)、乙烯基醚，内酯、縮醛、環醚等聚合。
陽離(lí)子光(guāng)引發劑可(kě)分(fēn)爲鎓鹽類、金(jīn)屬有(yǒu)機物(wù)類、有(yǒu)機矽烷類，其中以碘鎓鹽、硫鎓鹽和(hé)鐵(tiě)芳烴最具代表性。
以最常用(yòng)的(de)二芳基碘鎓鹽I-250光(guāng)解可(kě)同時發生均裂和(hé)異裂，及産生超強酸又(yòu)産生活性自由基。因此碘鎓鹽除可(kě)引發陽離(lí)子光(guāng)聚合外，還可(kě)以同時引發自由基聚合，這是碘鎓鹽與硫鎓鹽的(de)共同特點。
三芳基硫鎓鹽光(guāng)引發劑I-160因爲硫原子可(kě)與三個(gè)芳環部分(fēn)共轭，正電荷得到(dào)分(fēn)散，分(fēn)子熱(rè)穩定性較好，光(guāng)激發後可(kě)發生裂解，産生聚合活性種。除三芳基硫鎓鹽外，其他(tā)結構的(de)硫鎓鹽或者光(guāng)反應活性差，或者熱(rè)穩定性太差。三芳基硫鎓鹽熱(rè)穩定性相(xiàng)當好，加熱(rè)至300℃不分(fēn)解，與單體混合加熱(rè)也(yě)不會(huì)引發聚合。
包括：型号，名字，結構式，物(wù)理(lǐ)性質
自由基光(guāng)引發劑1
1173 2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮
184 1-羟基環己基苯基甲酮
907 2-甲基-2-(4-嗎啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮
TPO 2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦
TPO-L 2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯
IHT-PI 910 2-二甲氨基-2-苄基-1-[4-(4-嗎啉基)苯基]-1-丁酮
659 2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮
MBF 苯甲酰甲酸甲酯
IHT-PI 4265 50% IHT-PI TPO和(hé)50% IHT-PI 1173
IHT-PI 1000 20% IHT-PI 184 和(hé) 80% IHT-PI 1173
IHT-PI 500 50% IHT-PI 184 和(hé)50 % IHT-PI BP
光(guāng)引發劑[4] 按光(guāng)解機理(lǐ)分(fēn)爲自由基聚合光(guāng)引發劑和(hé)陽離(lí)子聚合光(guāng)引發劑兩大(dà)類，又(yòu)以自由基型光(guāng)引發劑最爲廣泛。自由基型光(guāng)引發劑按産生自由基的(de)作用(yòng)機理(lǐ)可(kě)分(fēn)爲裂解型光(guāng)引發劑和(hé)奪氫型光(guāng)引發劑。按結構特點光(guāng)引發劑可(kě)分(fēn)爲以下幾類：
2、苯偶酰類(二苯基乙酮、α，α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮)。
4、酰基磷氧化物(wù)(芳酰基膦氧化物(wù)、雙苯甲酰基苯基氧化膦)。
陽離(lí)子型光(guāng)引發劑也(yě)是重要的(de)光(guāng)引發劑，包括二芳基碘鎓鹽、三芳基碘鎓鹽、烷基碘鎓鹽、異丙苯茂鐵(tiě)六氟磷酸鹽等。
4特點
理(lǐ)想的(de)光(guāng)引發劑應具有(yǒu)以下優點：
(1)廉價，合成簡單；
(2)光(guāng)引發劑及其光(guāng)裂解産物(wù)應無毒無味；
(3)穩定性好，便于長時間儲存；
(4)光(guāng)引發劑的(de)吸收光(guāng)譜須與輻射光(guāng)源的(de)發射譜帶相(xiàng)匹配，且具有(yǒu)較高(gāo)的(de)摩爾消光(guāng)系數；
(5)由于大(dà)多數光(guāng)引發劑分(fēn)子吸收光(guāng)能(néng)後躍遷至激發單線态，經系間竄躍到(dào)激發三線态，因此，引發劑的(de)系間竄躍效率要高(gāo)；
(6)較高(gāo)的(de)引發效率。
5選用(yòng)原則
★要有(yǒu)一定的(de)熱(rè)穩定性，在85℃以下不分(fēn)解，應有(yǒu)長時間的(de)儲存穩定性。
★最好是幾種光(guāng)引發劑複合使用(yòng)，在不同的(de)波長範圍都(dōu)能(néng)引發固化，比單一光(guāng)引發劑固化速度快。
★光(guāng)引發劑與胺促進劑EDAB配合使用(yòng)。
★氣味小(xiǎo)、無毒害、無環境污染。
★價廉易得，成本較低。
6發展
光(guāng)引發劑[6] 的(de)發展方向的(de)重點是混雜型、可(kě)見光(guāng)型、水(shuǐ)基型、大(dà)分(fēn)子型等，以及采用(yòng)雙重固化方式，收到(dào)錦上(shàng)添花效果。
1、自由基-陽離(lí)子混雜光(guāng)引發劑
自由基研發體系固化速度快，但(dàn)收縮較大(dà)。而陽離(lí)子光(guāng)固化時體積收縮小(xiǎo)、粘接力強，固化過程不被氧氣阻聚，反應不易終止，“後固化”能(néng)力強，适于厚膜的(de)光(guāng)固化，但(dàn)固化速度慢(màn)。綜合二者的(de)優點，将自由基與陽離(lí)子光(guāng)引發劑配成混雜體系，既可(kě)自由基聚合遊客發生陽離(lí)子聚合，可(kě)以揚長避短，具有(yǒu)協同效應。兩種以上(shàng)的(de)光(guāng)引發劑配伍使用(yòng)，更能(néng)獲得令人(rén)滿意的(de)效果。
2、可(kě)見光(guāng)引發劑
氟化二苯基钛茂(Irgacure 784)和(hé)雙(五氟苯基)钛茂具有(yǒu)突出的(de)光(guāng)引發活性、儲存穩定性和(hé)低毒性，其吸收波長已延伸至500nm，在可(kě)見光(guāng)區有(yǒu)較大(dà)的(de)吸收，用(yòng)于丙烯酸酯的(de)可(kě)見光(guāng)引發聚合固化特别有(yǒu)效。又(yòu)因钛茂光(guāng)照(zhào)下的(de)光(guāng)漂白效應，膠膜變黃(huáng)指數小(xiǎo);且深度固化好，利于厚膜的(de)徹底固化。氟化二苯基钛茂光(guāng)引發劑活性哼，在丙烯酸酯體系中，0.2%用(yòng)量的(de)光(guāng)引發效率比2%Irgacure651高(gāo)2~6倍。
3、水(shuǐ)性光(guāng)引發劑(WSP)
在普通光(guāng)引發劑中引入铵鹽或磺酸鹽官能(néng)團，使之與水(shuǐ)相(xiàng)溶，制(zhì)成水(shuǐ)性光(guāng)引發劑。主要類型爲芳酮類，包括二苯酮衍生物(wù)、硫雜蒽酮衍生物(wù)、烷基芳酮衍生物(wù)、苯偶酰衍生物(wù)等。
4、大(dà)分(fēn)子光(guāng)引發劑
将普通的(de)光(guāng)引發劑引入大(dà)分(fēn)子鏈上(shàng)，便成爲大(dà)分(fēn)子光(guāng)引發劑，其與樹脂相(xiàng)容性好，固化後不遷移、不易揮發，減小(xiǎo)了氣味。大(dà)分(fēn)子光(guāng)引發劑可(kě)分(fēn)爲側鏈裂解型、主鏈裂解型、側鏈奪氫型和(hé)主鏈奪氫型4類，側鏈裂解型大(dà)分(fēn)子光(guāng)引發劑是已有(yǒu)類别中較爲成功的(de)一類。
5、雙重固化
即是光(guāng)固化與其他(tā)固化方式的(de)結合，相(xiàng)得益彰，優勢凸顯，具有(yǒu)低溫快速固化性、出色的(de)穩定性，可(kě)避免分(fēn)離(lí)未固化，得到(dào)力學性能(néng)優良和(hé)尺寸穩定的(de)固化物(wù)。發展光(guāng)固化與其它固化方式共用(yòng)的(de)雙重固化體系，對于克服光(guāng)固化膠黏劑的(de)弱點，卓有(yǒu)成效，擴大(dà)了應用(yòng)範圍，提高(gāo)了競争能(néng)力。其他(tā)固化方式熱(rè)固化、濕氣固化、氧化固化、厭氧固化等。