光引發劑[1] (photoinitiator)又(yòu)稱光敏劑(photosensitizer)或光固化劑(photocuring agent)，是一類能(néng)在紫外光區(qū)(250～420nm)或可(kě)見光區(qū)(400～800nm)吸收一定波長(cháng)的能(néng)量，産(chǎn)生自由基、陽離子等，從而引發單體(tǐ)聚合交聯固化的化合物(wù)
1概述
凡經光照能(néng)産(chǎn)生自由基并進一步引發聚合的物(wù)質(zhì)統稱光引發劑。[2] 一些單體(tǐ)經光照後，吸收光子形成激發态M*：M+hv→M*；激發了的活性分(fēn)子經均裂産(chǎn)生自由基：M*→R·+R′·，進而引發單體(tǐ)聚合，生成高分(fēn)子。
輻射固化技(jì )術是一項節能(néng)環保新(xīn)技(jì )術，紫外光(UV)和電(diàn)子束(EB)、紅外光、可(kě)見光、激光、化學(xué)熒光等輻射光照射固化，完全符合“5E”特點：Efficient(高效)、Enabling(實用(yòng))、Economical(經濟)、Energy Saving(節能(néng))、Environmental Friendly(環境友好)，因此被譽為(wèi)“綠色技(jì )術”。光引發劑是光固化膠黏劑的重要組分(fēn)之一，它對固化速率起着決定性作(zuò)用(yòng)。光引發劑受紫外光照射後，吸收光的能(néng)量，分(fēn)裂成2個活性自由基，引發光敏樹脂和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)子在紫外光區(qū)(250~400 nm)或可(kě)見光區(qū)(400~800 nm)有(yǒu)一定吸光能(néng)力，在直接或間接吸收光能(néng)後，引發劑分(fēn)子從基态躍遷到激發單線(xiàn)态，經系間竄躍至激發三線(xiàn)态；在激發單線(xiàn)态或三線(xiàn)态經曆單分(fēn)子或雙分(fēn)子化學(xué)作(zuò)用(yòng)後，産(chǎn)生能(néng)夠引發單體(tǐ)聚合的活性碎片，這些活性碎片可(kě)以是自由基、陽離子、陰離子等。按照引發機理(lǐ)不同，光引發劑可(kě)分(fēn)為(wèi)自由基聚合光引發劑與陽離子光引發劑，其中(zhōng)以自由基聚合光引發劑應用(yòng)最為(wèi)廣泛。
3分(fēn)類
光引發劑全稱UV固化光引發劑，可(kě)分(fēn)為(wèi)三類：
1、裂解型引發劑：
裂解反應機理(lǐ): 光引發劑分(fēn)子吸收光能(néng)後 ,由基态變成激發态激發态分(fēn)子發生 Norrish Ⅰ反應 ,羰基和相鄰碳原子間的共價鍵拉長(cháng)、 弱化、 斷裂 ,生成初級自由基:
X - Y------(X…Y)·→X·+ Y·
上式中(zhōng) ,生成的 2 個初級自由基可(kě)以相同 ,也可(kě)以不同。
奪氫反應機理(lǐ)
激發态的光引發劑分(fēn)子從活性單體(tǐ)、 低分(fēn)子預聚物(wù)等氫原子給予體(tǐ)上奪取氫原子 ,使其成為(wèi)活性自由基 ,引發聚合反應:
X------- X· -------- XH·+ R·
3、陽離子光引發劑是另一類非常重要的光引發劑，包括重氮鹽、二芳基碘鎓鹽、三芳基硫鎓鹽、烷基硫鎓鹽、鐵芳烴鹽、磺酰氧基酮及三芳基矽氧醚。它的基本作(zuò)用(yòng)特點是光活化使分(fēn)子到激發态，分(fēn)子發生系列分(fēn)解反應，最終産(chǎn)生超強質(zhì)子酸（也叫布朗斯特酸），作(zuò)為(wèi)陽離子聚合的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。
陽離子光引發劑可(kě)分(fēn)為(wèi)鎓鹽類、金屬有(yǒu)機物(wù)類、有(yǒu)機矽烷類，其中(zhōng)以碘鎓鹽、硫鎓鹽和鐵芳烴最具(jù)代表性。
以最常用(yòng)的二芳基碘鎓鹽I-250光解可(kě)同時發生均裂和異裂，及産(chǎn)生超強酸又(yòu)産(chǎn)生活性自由基。因此碘鎓鹽除可(kě)引發陽離子光聚合外，還可(kě)以同時引發自由基聚合，這是碘鎓鹽與硫鎓鹽的共同特點。
三芳基硫鎓鹽光引發劑I-160因為(wèi)硫原子可(kě)與三個芳環部分(fēn)共轭，正電(diàn)荷得到分(fēn)散，分(fēn)子熱穩定性較好，光激發後可(kě)發生裂解，産(chǎn)生聚合活性種。除三芳基硫鎓鹽外，其他(tā)結構的硫鎓鹽或者光反應活性差，或者熱穩定性太差。三芳基硫鎓鹽熱穩定性相當好，加熱至300℃不分(fēn)解，與單體(tǐ)混合加熱也不會引發聚合。
包括：型号，名(míng)字，結構式，物(wù)理(lǐ)性質(zhì)
自由基光引發劑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50% IHT-PI 1173
IHT-PI 1000 20% IHT-PI 184 和 80% IHT-PI 1173
IHT-PI 500 50% IHT-PI 184 和50 % IHT-PI BP
光引發劑[4] 按光解機理(lǐ)分(fēn)為(wèi)自由基聚合光引發劑和陽離子聚合光引發劑兩大類，又(yòu)以自由基型光引發劑最為(wèi)廣泛。自由基型光引發劑按産(chǎn)生自由基的作(zuò)用(yòng)機理(lǐ)可(kě)分(fēn)為(wèi)裂解型光引發劑和奪氫型光引發劑。按結構特點光引發劑可(kě)分(fēn)為(wèi)以下幾類：
1、苯偶姻及衍生物(wù)(安(ān)息香、安(ān)息香雙甲醚、安(ān)息香乙醚、安(ān)息香異丙醚、安(ān)息香丁醚)。
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)。
陽離子型光引發劑也是重要的光引發劑，包括二芳基碘鎓鹽、三芳基碘鎓鹽、烷基碘鎓鹽、異丙苯茂鐵六氟磷酸鹽等。
4特點
理(lǐ)想的光引發劑應具(jù)有(yǒu)以下優點：
(1)廉價，合成簡單；
(2)光引發劑及其光裂解産(chǎn)物(wù)應無毒無味；
(3)穩定性好，便于長(cháng)時間儲存；
(4)光引發劑的吸收光譜須與輻射光源的發射譜帶相匹配，且具(jù)有(yǒu)較高的摩爾消光系數；
(5)由于大多(duō)數光引發劑分(fēn)子吸收光能(néng)後躍遷至激發單線(xiàn)态，經系間竄躍到激發三線(xiàn)态，因此，引發劑的系間竄躍效率要高；
(6)較高的引發效率。
5選用(yòng)原則
★要有(yǒu)一定的熱穩定性，在85℃以下不分(fēn)解，應有(yǒu)長(cháng)時間的儲存穩定性。
★最好是幾種光引發劑複合使用(yòng)，在不同的波長(cháng)範圍都能(néng)引發固化，比單一光引發劑固化速度快。
★光引發劑與胺促進劑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
1、自由基-陽離子混雜光引發劑
自由基研發體(tǐ)系固化速度快，但收縮較大。而陽離子光固化時體(tǐ)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，适于厚膜的光固化，但固化速度慢。綜合二者的優點，将自由基與陽離子光引發劑配成混雜體(tǐ)系，既可(kě)自由基聚合遊客發生陽離子聚合，可(kě)以揚長(cháng)避短，具(jù)有(yǒu)協同效應。兩種以上的光引發劑配伍使用(yòng)，更能(néng)獲得令人滿意的效果。
2、可(kě)見光引發劑
氟化二苯基钛茂(Irgacure 784)和雙(五氟苯基)钛茂具(jù)有(yǒu)突出的光引發活性、儲存穩定性和低毒性，其吸收波長(cháng)已延伸至500nm，在可(kě)見光區(qū)有(yǒu)較大的吸收，用(yòng)于丙烯酸酯的可(kě)見光引發聚合固化特别有(yǒu)效。又(yòu)因钛茂光照下的光漂白效應，膠膜變黃指數小(xiǎo);且深度固化好，利于厚膜的徹底固化。氟化二苯基钛茂光引發劑活性哼，在丙烯酸酯體(tǐ)系中(zhōng)，0.2%用(yòng)量的光引發效率比2%Irgacure651高2~6倍。
3、水性光引發劑(WSP)
在普通光引發劑中(zhōng)引入铵鹽或磺酸鹽官能(néng)團，使之與水相溶，制成水性光引發劑。主要類型為(wèi)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、大分(fēn)子光引發劑
将普通的光引發劑引入大分(fēn)子鏈上，便成為(wèi)大分(fēn)子光引發劑，其與樹脂相容性好，固化後不遷移、不易揮發，減小(xiǎo)了氣味。大分(fēn)子光引發劑可(kě)分(fēn)為(wèi)側鏈裂解型、主鏈裂解型、側鏈奪氫型和主鏈奪氫型4類，側鏈裂解型大分(fēn)子光引發劑是已有(yǒu)類别中(zhōng)較為(wèi)成功的一類。
5、雙重固化
即是光固化與其他(tā)固化方式的結合，相得益彰，優勢凸顯，具(jù)有(yǒu)低溫快速固化性、出色的穩定性，可(kě)避免分(fēn)離未固化，得到力學(xué)性能(néng)優良和尺寸穩定的固化物(wù)。發展光固化與其它固化方式共用(yòng)的雙重固化體(tǐ)系，對于克服光固化膠黏劑的弱點，卓有(yǒu)成效，擴大了應用(yòng)範圍，提高了競争能(néng)力。其他(tā)固化方式熱固化、濕氣固化、氧化固化、厭氧固化等。