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水体系光引发剂研究新篇

更新时间: 2024-11-08 15:02:35  查看次数: 125    
HHMPP 这种光引发剂在水里溶解得相当不错,而且对生物的毒性比较低,所以在水体系里用得挺多的。但是它对可见光基本没有吸收能力,在 405 纳米的时候引发效率几乎是零。所以这一章就试着用染料和三乙醇胺让 HHMPP 变得更敏感,看看能不能提高它的引发效率。当有醇类物质提供氢原子的时候,有光活性的东西吸收光能后会变成激发态,然后就会发生夺氢反应。基于这个原理,这一章选了不同吸收波长的染料和 HHMPP 搭配起来,看看染料能不能吸收可见光,再把能量传给 HHMPP 和三乙醇胺,让它们发生夺氢反应来变得敏感,这样就能提高 HHMPP 的引发效率。评价的标准从溶解情况、15 秒的固化效果和 300 秒的固化效果这几个方面来看。从表格里能看到,大多数的染料都没办法有效地吸收 405 纳米波长的光,所以照了 5 分钟还是没有固化的迹象。有些染料在水里溶解得不好,可能是因为染料本身没有外接亲水基团。最有效的组合是曙红 Y/三乙醇胺/HHMPP 体系和核黄素/三乙醇胺/HHMPP 体系。已经有文章说过用曙红 Y 或者核黄素让 HHMPP 变敏感的例子,在这个实验里也证实了有一定的可行性,不过它固化后没有形成完整的块状固体,效果不太好,可能是因为对丙烯酰胺单体不合适,或者光源波长在吸收带的边缘,又或者引发剂体系的配比不太好。要是对这两种体系再调整一下,或者试试其他染料、牺牲剂,染料/氢原子给体/HHMPP 体系可能就会有实际应用的价值。
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PTPO 是一种效果特别好的油溶性光引发剂,在紫外波段到 420 纳米的地方都能较好地吸收光。但是它在水体系里应用有个很大的问题,就是水溶性特别低。这一章就用不同的增溶剂,让 PTPO 在水体系里形成分散的胶束,靠增溶剂让油溶性光引发剂能在水里溶解。因为单体在水里的含量很高,所以当光引发剂吸收光子分裂成自由基后,单体一靠近胶束,就可能夺取自由基发生链式聚合反应,这样就能让预凝胶液变成水凝胶。要是没有增溶剂,PTPO 就不能在水里有效地分散,放一会儿就会沉到水底,没办法把自由基在体系里有效地传递。加了几种不同的增溶剂后,PTPO 的溶解情况有了很大的改善,增溶剂能有效地把 PTPO 包起来形成胶束,让它分散在水体系里。从固化效果来看,PTPO 形成胶束后,能把自由基传给水里的单体分子,这样就能引发聚合过程,形成固化,其中 PSM、TAPE 和 DMF 的效果比较好。但是当曝光量太多的时候,固化槽里的预凝胶液就会全都固化。这可能是因为在激光照射的时候,PTPO 胶束把光散射了,让本来曝光量不够的区域也达到了临界曝光量,就发生了扩散性的固化。所以对于增溶型引发剂体系来说,它确实能改善油溶性单体在水体系里的溶解情况,但是因为微米级的胶束会对固化光源产生散射,凝胶的成型就很难控制,所以像 DMF 这样的小分子增溶剂可能效果会更好。