多功能化聚硅氧烷可见光光引发剂体系的构建

Visible photopolymerization has attracted much more attention due to its unique advantages such as irradiation safety, green, energy saving, and outdoor potential applications in comparison to its UV light counterpart. The exploitation of outdoor used visible photoinitiator systems with good antioxygen inhibition and high efficiency is one of subjects in intensive visible photopolymerization studies. It is important to develop macrophotoinitiators for their unique advantages such as low toxicity, low volatility, low migration in the cured materials and great reactivity in comparison to the low molecular weight ones. Benefited from organosilicon by the excellent weather resistance, low surface tension and energy, water resistance and physiologically inert, etc., organosilicon-modified polymers exhibit many intriguing properties and have huge application in material industry. To date, to our best knowledge, there is no any report about polysiloxane visible photointiator. Thus, this proposal combines the visible radical photointiating ability and modifying function of organosilicon to polymer and builds multifunctionalized polysiloxane visible photoinitiators. The fulfill of this project would make the fast development in multifunctionalized organocilicon visible photoinitiators and push it to the industry application.

可见光光聚合由于具有比紫外光聚合安全、环保、节能、实用性广等优点而受到越来越多的关注。发展可在室外使用、具有良好抗氧阻聚能力、高引发效率的可见光光引发剂体系是目前光引发剂研究热点之一。大分子光引发剂在降低毒性、挥发性、迁移性、提高反应活性等方面具有明显优势。利用有机硅材料优异的耐候性、低表面张力和表面能、耐水性和生理惰性等发展有机硅改性有机材料具有重要的产业前景。文献调研表明，尚无聚硅氧烷可见光光引发剂研究报道。因此，本项目提出将光引发聚合功能与高分子改性功能复合，构建多功能化的聚硅氧烷可见光光引发剂体系。该体系同时具有大分子光引发剂功能和有机硅改性有机材料的特性，与底物良好相容性可允许较大量加入、合适的表面迁移能力都将赋予良好的抗氧阻聚能力。这些思路的设计和最优方案的确立将为多功能化聚硅氧烷可见光光引发剂设计和最终实用化积累有益的理论和实践知识。

可见光光聚合由于具有比紫外光聚合安全、环保、节能、实用性广等优点而受到越来越多的关注。发展可在室外使用、具有良好抗氧阻聚能力、高引发效率的可见光光引发剂体系是目前光引发剂研究热点之一。大分子光引发剂在降低毒性、挥发性、迁移性、提高反应活性等方面具有明显优势。利用有机硅材料优异的耐候性、低表面张力和表面能、耐水性和生理惰性等发展有机硅改性有机材料具有重要的产业前景。项目通过分子设计，将不同光敏剂(氨基硫杂蒽酮和萘酰亚胺)、不同供氢体 (如聚硅氧烷中硅氢和叔胺等)键接到线性(线性硅油)或枝化(硅树脂)聚硅氧烷中形成多功能化的聚硅氧烷可见光光引发剂，研究它们的光聚合特征以及分子结构对氧阻聚、可萃取性以及改性作用的影响。结果发现多功能化光引发剂的设计思路是可行的。多功能化不仅能保持高的光引发效果，而且改善了聚合所得材料性能，如耐热性、耐水性和耐乙醇性的提高。含氢硅油与可见光引发剂的结合可有效降低氧阻聚，实现高效快速自由基引发，且能降低光引发剂的可萃取量，而且材料的耐水性可以进一步提高。小分子光引发剂的丙烯酸酯化可以有效提高光引发效率(协同作用)，大幅降低光引发剂的可萃取量。有机硅、光引发剂和丙烯酸酯三者的结合能赋予光引发剂高效的聚合速度(优于牙医应用的CQ/MDEA组合体系)、超低的可萃取性(<0.054%)。光引发剂功能化硅树脂可应用于光刻胶的制备，可以使刻蚀过程中的显影更加清晰。作为延伸，项目开发了硫杂蒽酮二酚光引发剂，可光褪色的可见光光引发剂，有机硅改性光酸和光碱，以及光固化有机硅改性聚氨酯树脂等。这些结果为多功能化聚硅氧烷可见光光引发剂设计和最终实用化积累了有益的理论和实践知识，并为其最终走向实用化提供了理论或实践帮助。