新型光引发剂的理论研究-华南师范大学学报.PDF

华南师范大学学报 （自然科学版） ２０１３年３月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＣＨＩＮＡＮＯＲＭＡＬＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ 第４５卷第２期 　　　　　　　　　　　　 Ｍａｒ．２０１３ 　　　　　　　　　　　 （ＮＡＴＵＲＡＬＳＣＩＥＮＣＥＥＤＩＴＩＯＮ） 　Ｖｏｌ．４５　Ｎｏ．２ 文章编号：１０００－５４６３（２０１３）０２－００６９－０５ 新型光引发剂的理论研究 白　雪，彭　亮，顾凤龙 （华南师范大学化学与环境学院，环境理论化学省部共建教育部重点实验室，广东广州５１０００６） 摘要：用含时密度泛函方法对新型光引发剂ＢＤＰＢ紫外吸收进行了计算，从前线分子轨道、共轭效应和电子效应角度 考察了ＢＤＰＢ相对于ＢＤＭＢ产生红移的原因，并分析了不同溶剂对ＢＤＭＢ和ＢＤＰＢ紫外吸收光谱的影响．结果表明 ＢＤＰＢ具有比ＢＤＭＢ更高的引发效率，是一种潜在的光引发剂．虽然ＢＤＭＢ共轭效应好，但ＢＤＰＢ中的哌啶基团比 ＢＤＭＢ中的吗啉基团具有更强的供电子效应，这是产生红移的根本原因，在羰基附近的苯环对位上引入强供电子基 团有利于提高光引发剂的引发效率．极性溶剂和非极性溶剂相比，极性溶剂使得光引发剂的最大吸收波长红移． 关键词：光引发剂；密度泛函理论；核独立化学位移；引发效率 中图分类号：Ｏ６４１　　　文献标志码：Ａ　　　ｄｏｉ：１０．６０５４／ｊ．ｊｓｃｎｕｎ．２０１３．０１．０１４ 　　紫外光固化是利用紫外光引发聚合的一种固化 具有高效的引发性能，在紫外固化有色体系、光蚀剂 ［７］ 技术．早在１９４６年美国Ｉｎｍｏｎｔ公司首次发表了不饱 和印刷版中有广泛的应用．ＪＯＨＡＮＮＥＳ等 在ＢＤ ［１］ 和聚酯／苯乙烯紫外光固化油墨的技术专利 ．１９６７ ＭＢ基础上修饰改性得到了具有更高性能的双光子 年德国拜耳公司成功开发光固化木器涂料，使紫外固 引发剂．北京英力公司在ＢＤＭＢ基础上开发出２－ 化技术工业化，此后光固化技术进入飞速发展时期， 苄基－２－二甲氨基 －１－（４－哌啶苯基）－１－丁 具有很高光引发效率的光引发剂不断被合成出来，广 酮（见图１Ｂ，２－ｂｅｎｚｙｌ－２－（ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏ）－１－ ［２］ （４－（ｐｉｐｅｒｉｄｉｎ－１－ｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ）ｂｕｔａｎ－１－ｏｎｅ，缩写 泛应用于印刷线路板，电子元件封装等材料上 ． 光固化配方主要包括３种组份：（１）低聚物或 ＢＤＰＢ，商品名Ｉｒｇａｃｕｒｅ３８９），综合性能强于ＢＤＭＢ， 预聚物，赋予材料以基本的物理化学性能；（２）活性 是一种潜在应用价值很高的光引发剂．ＢＤＰＢ相对 稀释剂，主要用于调节体系的粘度；（３）光引发剂， 于ＢＤＭＢ光引发效率提高的原因尚不清楚，理论计 产生可引发聚合的自由基或阳离子，引发光固化系 算也未见报道．本文利用量子化学方法，对ＢＤＭＢ和 ［３］ ＢＤＰＢ的紫外吸收进行了计算，设计了３种ＢＤＭＢ的 统反应 ．光引发剂是光固化体系的关键组成部 分，关系到体系能否引发聚合．根据光引发剂的引 结构类似物，从前线分子轨道，共轭效应和电子效应 ［４］ 角度考察了ＢＤＰＢ相对于ＢＤＭＢ最大吸收波长产生 发聚合方式，主要包括自由基型光引发剂 和阳离 ［５］ 红移和吸收强度增大的原因，并研究了不同溶剂对 子型光引发剂 ．自由基型光引发剂又分为裂解型 ［６］