低遷移和低毒性的自由基光引發(fā)劑的制備及其性能研究.pdf

1、光聚合技術綠色環(huán)保，應用廣泛。光引發(fā)劑是光聚合體系中的關鍵組份，它吸光后通過化學作用產(chǎn)生活性種，引發(fā)體系聚合。然而，傳統(tǒng)的相對分子質量較小的光引發(fā)劑容易遷移到固化材料表面而產(chǎn)生一定的毒性和氣味，這限制了其應用范圍。對于奪氫型自由基光引發(fā)劑而言，叔胺是工業(yè)上應用最廣泛的氫供體，而較高含量的叔胺也會產(chǎn)生毒性和氣味，并會影響固化產(chǎn)品的性能。研究表明，光引發(fā)劑的遷移性與其相對分子質量相關，大分子量光引發(fā)劑的遷移性明顯降低。此外，將氫供體基團引入

2、到傳統(tǒng)NorrishⅡ型光引發(fā)劑分子結構中在一定程度上可以降低胺類物質帶來的不利影響。
　　本論文的目的在于制備出一些生物毒性和遷移性較低、光引發(fā)活性較高的自由基光引發(fā)劑，具體研究內容和結論如下:
　　(1)合成了2種單組份奪氫型光引發(fā)劑MBPAcMP和MBPMP，通過實時紅外光譜技術研究了不同條件下的光聚合動力學性能，并用紫外分光光度計研究了它們的紫外吸收性能、紫外光降解速率和遷移性能，利用MTT法測試了材料的細胞毒性。結

3、果表明，與MBP相比，MBPAcMP和MBPMP的最大紫外吸收波長無明顯變化，但它們的紫外光降解速率均高于MBP。在光照10min后，MBPAcMP、MBPMP和MBP在各自最大吸收波長處的吸光度分別降低了20％、11％和3.4％。MBPAcMP和MBPMP在獨自引發(fā)單體聚合時仍有很高的光引發(fā)活性，并且殘留在固化體系中的光引發(fā)劑從材料內部向表面遷移的速率均低于MBP/EDAB光引發(fā)體系。由MBPAcMP和MBPMP引發(fā)體系聚合后得到的材

4、料有著很好的生物相容性，其細胞毒性略低于MBP/EDAB體系。
　　(2)合成了2種雙官能度的單組份光引發(fā)劑MBPAcPA和MBPPA。MBPAcPA和MBPPA的光降解過程通過紫外吸收光譜監(jiān)測，它們的光降解效率較高，在光照10min后，MBPAcPA和MBPPA在各自最大吸收波長處的吸光度分別降低了39％、19％，兩者吸光度的下降速度均高于MBP。光聚合動力學研究表明，MBPAcPA和MBPPA的光引發(fā)活性好，是較高效的單組份奪

5、氫型光引發(fā)劑，可以減少體系中胺類助引發(fā)劑的使用。在吸光基團的摩爾濃度相同的條件下，BP、MBPPA和MBPAcPA分別單獨引發(fā)體系聚合后碳碳雙鍵的最終轉化率分別為71％，91％，95％。MBPAcPA和MBPPA的相對分子質量較高，遷移性能降低，而且，在光聚合過程中，殘留光引發(fā)劑可同胺烷基自由基一起結合到固化產(chǎn)物中，以降低光引發(fā)劑的遷移及固化涂層的毒性。細胞毒性測試結果表明，MBPPA和MBPAcPA這2種光引發(fā)體系固化后得到的膜的OD

6、值均與陰性對照沒有太大區(qū)別，這表明MBPPA和MBPAcPA對L929細胞基本是無毒的。
　　(3)合成了遷移性較低的雙官能度裂解型光引發(fā)劑1173AcPA。光降解性能和光引發(fā)活性測試結果表明，與Irgacure(@)1173相比，1173AcPA的紫外光降解速率和光引發(fā)活性有所下降。經(jīng)光照120s后，1173AcPA在243.6nm處的吸光度下降了44％，低于Irgacure(@)1173。總體而言，1173AcPA的光引發(fā)性能

7、較好，它引發(fā)EOEOEA聚合時的最終轉化率可達98％。通過分析殘留光引發(fā)劑在固化產(chǎn)物中的遷移性能可知，1173AcPA的遷移速率比Irgacure(@)1173低，這可降低固化膜的毒性。利用實時紅外測試了不同因素對光聚合反應的影響。結果顯示，增加光引發(fā)劑含量和光強可提高光聚合速率和單體最終轉化率，隨著單體官能度的增大，其轉化率降低。固化材料的體外細胞毒性通過MTT法表征。結果發(fā)現(xiàn)，由1173AcPA引發(fā)反應得到的固化膜的OD值始終能達到